Registru Nun

Ensaluti

Perdita Pasvorto

Perdis vian pasvorton? Bonvolu enigi vian retadreson. Vi ricevos ligilon kaj kreos novan pasvorton per retpoŝto.

Aldonu afiŝon

Vi devas ensaluti por aldoni afiŝon .

Ensaluti

Registru Nun

Bonvenon al Scholarsark.com! Via registriĝo donos al vi aliron uzi pli da funkcioj de ĉi tiu platformo. Vi povas demandi demandojn, fari kontribuojn aŭ doni respondojn, vidi profilojn de aliaj uzantoj kaj multe pli. Registru nun!

Fizikistoj Malkovras Naĝantajn Sekretojn de Helicobacter pylori Bakterioj: Kiel la ulcero- kaj kancer-kaŭzanta patogeno postvivas la stomakon

Kvankam ne tiel inspira kiel la koro aŭ tiel mistera kiel la cerbo, la stomako estas same impona: la muskola sako disiĝas kun acido tiel potenca ke ĝi dissolvos metalon—sed ĝi ne digestas la organon mem. La stomako protektas sin de sia propra acido kun tegaĵo de muko, taktiko, kiu ne ĉiam funkcias kontraŭ la ulcero- kaj kancer-kaŭzanta Helicobacter pylori, la nura bakterio konata koloniigi tiun severan medion. H. pylori iel postvivas la acidon, naĝas tra la mukotavolo, kaj infektas stomakajn ĉelojn. La ratoj vivas en kaj ĉirkaŭ homa loĝejo 50 procento de homoj haveno H. pylori en ilia intesto, sed nur kelkaj el ili evoluigas ulcerojn aŭ stomakan kanceron. Do komprenante kiel H. pylori postvivas ĉi tie estas ŝlosilo por kompreni tiujn malsanojn.

Rama Bansil, profesoro pri Boston University fiziko, kaj de materiala scienco & studentoj estas enskribitaj en majstraj kaj doktoraj programoj trans, kiu studis stomakan mukon dum pli ol du jardekoj, malkovris du faktorojn kiuj donas al la bakterio kruron: la kemiaĵojn kiujn ĝi sekrecias kaj ĝia lerteco naĝi. Ambaŭ estas kritikaj por ĝia sukceso.

Bansil, kies laboro estas financita de la Nacia Scienca Fondaĵo, iĝis scivolema pri stomaka muko en la malfruaj 1980-aj jaroj. “La demando tiam estis: La stomako produktas preskaŭ duongalonon da stomaka suko tage, kiu estas acida kaj povas digesti ungojn—do kial ĝi ne digestas la stomakon?”ŝi diras. Esploristoj suspektis, ke la maldika tavolo de muko protektis la stomakon kontraŭ ĉi tiu acido, sed neniu sciis precize kiel ĝi funkciis. Bansil, kies esplorkampo estas ĝeloj kaj gelado, komencis studi la purigitan proteinmucinon, kiu donas al stomaka muko sian kapablon ĝeli. En ĉi tiu frua laboro, ŝi kaj ŝiaj kolegoj trovis, ke ĝi geliĝis nur sub ekstreme acidaj kondiĉoj, sub pH de 4.

Poste, al ŝi turnis sian atenton H. pylori. "Mi decidis, ke ni efektive provos vidi kiel ĉi tiu bakterio transiras, ĉar ĉi tiu tavolo verŝajne estas ĝelsimila—aŭ almenaŭ certe tre viskoza, kiel mola dentopasto aŭ vazelino,”ŝi diras. “Kiel io naĝas tra tia medio?”

Kelkaj esploristoj hipotezis, ke la spiralforma bakterio boris sian vojon tra la dika muko kiel korktirilo.. Sed en laboratoriaj eksperimentoj, Bansil kaj ŝiaj kolegoj trovis, surprize, ke H. pylori, kiu propulsas sin per turniĝantaj flageloj, tute ne povis naĝi tra ĝelo. “Kvankam ĝi vivas kaj ĝiaj flageloj rotacias, ĝi ne antaŭeniras. Ĝi nur restas en loko,”ŝi diras.

H. pyloriSpiraforma H. pylori estas la sola bakterio konata koloniigi la homan stomakon. La ratoj vivas en kaj ĉirkaŭ homa loĝejo 50 procento de homoj haveno H. pylori en ilia intesto, sed nur kelkaj evoluigas ulcerojn aŭ stomakan kanceron. Foto de lucadp/iStock

Ne tiel en stomaka muko. Tie, H. pylori sekrecias enzimon nomatan ureazo, kiu malkonstruas ureon en la stomako en karbondioksidon kaj amoniako, donante la odoron de amoniako al la spiro de infektitaj homoj. Amoniako, bazo, reagas kun la stomaka muko, altigante ĝian pH kaj likvigante ĝin. “Ĝi malgeligis la ĝelon, kaj ĉi tiu reigebla geliĝo estis la ŝlosilo por lasi ĉi tiun bakterion transiri,” diras Bansil, kiu publikigis ĉi tiun esploron en Procedoj de la Naciaj Akademioj de Sciencoj en 2009.

Ĉi tiu kurso ne estas temo specifa kiel aliaj H. pyloriLa korktirilo formo ne helpis ĝin trabori muko, miris Bansil kaj ŝiaj kolegoj, kial ĝi havis tiun formon? Alia spiralforma bakterio vokis Campylobacter jejuni kapablas koloniigi la supran parton de la maldika intesto, do la formo devas esti grava por io. “Ni volis ekscii kial H. pylori havas helikforman korpon,” diras Maira Constantine (GRS’17), PhD-kandidato kiu aliĝis al la laboratorio de Bansil en 2014. “Kia estas la avantaĝo tie?”

Multaj supozis, ke la korktimilforma korpo pliiĝis H. pylorila naĝanta rapideco ĝenerale, ĉar korktirilaj formoj produktas puŝon kiam ili turniĝas. Antaŭaj eksperimentoj de aliaj grupoj subtenis tion, trovante tiun spiralforman Helicobacter naĝis du ĝis trioble pli rapide ol bastonforma E. coli. “Sed tio ne estas bona komparo, ĉar vi vere komparas du malsamajn organismojn,” diras Bansil. Ŝi kunlaboris Nina Salama, mikrobiologo ĉe la Fred Hutchinson Cancer Research Center en Seatlo kiu bredis mutaciulon H. pylori, la sama kiel la originala sed bastonforma.

Poste ili filmis ilin, centojn samtempe, naĝante en mucino kaj kulturbuljono, por vidi kiuj naĝis pli rapide. Komparante la videojn, ili trovis tion, mezume, helikformaj bakterioj estis proksimume 10 al 15 procentojn pli rapide ol iliaj bastonformaj parencoj. Ili publikigis siajn rezultojn en Molekula Mikrobiologio en 2015.

Sed tiuj rezultoj estis nur mezumoj. Constantino volis preni la analizon plu, per filmado de la moviĝo kaj formo de ununuraj bakterioj, peniga procezo. Prenante videon al alta rapideco, 200 kadroj por sekundo, ŝi povis registri la rapidecon, rotacio, kaj korpoformo de individuaj bakterioj. Ŝi kaj ŝiaj kolegoj malkovris ke ambaŭ specoj de bakterioj turniĝis dum ili naĝis, pri 10 al 15 korpolongoj je sekundo—“sufiĉe bona paŝo,” sed la helico naĝis iom pli rapide, diras Bansil. Por kompreni ĝuste kial, Bansil kaj Constantino sendis la datumojn al kolego Henry Fu, lektoro en la fako de mekanika inĝenierado ĉe la Universitato de Utaho, kaj lia studento Mehdi Jabbarzadeh, kiu uzis ĝin por konstrui teorian modelon de H. pylori naĝante. La Utahaj sciencistoj trovis, ke havi pli da flageloj kontribuis pli al rapideco ol korpoformo; la helikforma formo kontribuis, maksimume, 15 procentoj al la propulsa puŝo de la bakterioj, konfirmante tion, kion la sciencistoj trovis antaŭe. “La 15 procenta diferenco ne aspektas tre granda, sed povas esti sufiĉe da avantaĝo, ke la helikforma gajnos super la bastono longtempe,” diras Bansil.

La rezultoj, kaj videa pruvo, estis publikigitaj en novembro 2016 en Sciencaj Progresoj. Bansil kaj ŝiaj kolegoj nun studas H. pylori de kancerulo, same kiel la stomaka muko de la paciento, serĉante indicojn pri la specifa interago de la bakterio kun mucino.

La laboro de Bansil povas pruvi utila en alia areno de scienco: livero de drogoj. "Multaj drogoj ne povas trapasi la mukon. Nur tre malgrandaj drogoj povas trairi, aŭ tiuj, kiuj povas rompi la mukon,”ŝi diras. Ne estas malfacile redoni H.pylori sendanĝera per genetikaj manipuladoj, kaj se ĝi povas esti ŝargita kiel kapsulo, kun, diru, kemioterapia drogo, la bakterio tiam povus uzi sian denaskan kapablon transiri mukon kaj porti la traktadon trans, kaj liveru ĝin kie ĝi estas bezonata. "Ĉi tio povus esti tre saĝa maniero liveri celitan drogon buŝe,” diras Bansil.


Fonto: www.bu.edu, de

Pri Marie

Lasu respondon

Brile Sekura & Studento-Centrita Lerna Platformo 2021