Las bacterias vienen en todas las formas y tamaños: algunas son rectas como una varilla, otras se retuercen como un sacacorchos. La forma juega un papel importante en la forma en que las bacterias se infiltran y atacan a las células del cuerpo. La forma helicoidal de Helicobacter pylori, una especie debacterias que pueden causar úlceras, pueden ayudarlo a penetrar en los tejidos.
Las bacterias tienen una capacidad extraordinaria para mantener y recuperar su morfología incluso después de haberse torcido fuera de forma. Los investigadores saben que la forma está determinada por la pared celular, sin embargo, se sabe poco acerca de cómo las bacterias la monitorean y controlan.objetivo de la mayoría de los antibióticos, comprender cómo las bacterias crecen sus paredes celulares puede proporcionar información sobre medicamentos más eficaces
Ahora, un equipo de investigadores dirigido por la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas SEAS Harvard John A. Paulson ha descubierto que Escherichia coli E. coli puede usar señales mecánicas para mantener su forma.
La investigación se publica en Microbiología de la naturaleza .
"Esta investigación puede revelar algunos principios básicos del crecimiento de bacterias", dijo Felix Wong, un estudiante graduado de SEAS y coautor del artículo. "Mostramos que el acoplamiento del crecimiento de la pared celular con la tensión mecánica es cuantitativamente consistente concómo las bacterias recuperaron su forma después de deformarse en experimentos "
Wong y el autor principal Ariel Amir, profesor asistente de Matemática Aplicada, comenzaron modelando la mecánica de la E. coli pared celular bajo restricciones que obligaron a las bacterias a crecer en forma de rosquilla.
En investigaciones anteriores, Amir observó que bajo fuerzas de flexión similares las bacterias se deforman plásticamente, es decir, cuando se elimina la fuerza de flexión E. coli las células volvieron a tener una forma más recta, pero aún doblada. Esto sugirió que el crecimiento de la pared celular podría sentir la fuerza de flexión aplicada. Amir también descubrió que las células se enderezaron con un mayor crecimiento, una observación que no se resolvió en ese documento.
En la última investigación, el equipo exploró si el acoplamiento del crecimiento de la pared a la tensión mecánica, cómo se comprimió o estiró la bacteria, podría explicar el retroceso y predecir qué tan rápido se enderezaría la bacteria cuando se liberara.
Wong y Amir respondieron esta pregunta con un modelo teórico que predijo cuantitativamente cómo crecerían las bacterias para recuperar su forma recta y cuánto tiempo tomaría.
Luego, junto con los grupos experimentales de los doctores Lars Renner y Sven van Teeffelen, del Instituto Leibniz de Investigación de Polímeros y el Centro de Biomateriales Max Bergmann en Alemania y el Instituto Pasteur en Francia, respectivamente, realizaron el experimento con E.coli.
Los modelos y experimentos fueron consistentes entre sí. Una tasa de crecimiento de la pared celular dependiente de la tensión mecánica predijo una tasa de enderezamiento consistente con lo que se encontró experimentalmente
"Creemos que nuestra idea propuesta para las bacterias es una reminiscencia del crecimiento de las plantas", dijo Wong. "Está bien establecido en el campo de las plantas que las señales mecánicas pueden sesgar el crecimiento de las plantas. Nuestra investigación muestra que lo mismo puede ser cierto para las bacterias.Sin embargo, si las tensiones mecánicas eran realmente una señal sensorial importante para las bacterias, entonces tiene que haber un mecanismo molecular que detecte la tensión mecánica ".
A continuación, los investigadores esperan identificar y comprender esos mecanismos moleculares, que podrían proporcionar nuevos objetivos para los antibióticos en el futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :