Неорганический материал изменил биохимию бактерий
Исследователи из Корнеллского университета обнаружили, что нерастворимый материал поливинилпиридин способен изменять биохимическое поведение бактерий Pseudomonas aeruginosa в биоплёнках.
Ключевое открытие:
- Бактерии P. aeruginosa, выращенные на поливинилпиридине, имели другой цвет, чем на других поверхностях.
- Это первое исследование, показывающее, что нерастворимый материал может контролировать биохимические процессы бактерий.
Механизм действия:
Поливинилпиридин увеличивает количество доступного для бактерий поверхностного железа. В результате:
- Бактериям не нужно производить соединения для «добычи» железа, которые и придают им обычный цвет.
- Биоплёнка вырастает в 2 раза больше, но её вирулентность по отношению к клеткам человеческой кожи снижается на 68%.
- Снижается токсичность для других видов, так как бактерии меньше «вымывают» железо из окружающей среды.
Методология:
Для анализа изменений в метаболизме бактерий использовалась техника нецелевой метаболомики. Она позволила получить «снимок» всех более чем 4000 метаболитов P. aeruginosa и выявить механизмы поведенческих изменений.
Значение и перспективы:
- Открывает новое направление в изучении влияния нерастворимых материалов на физиологию биоплёнок.
- Предлагает инструмент для контроля роста и поведения биоплёнок через манипуляцию составом поверхности, что может стать альтернативой генетически модифицированным организмам.
- В будущем это может быть использовано для биоремедиации, биотехнологического производства и создания «живых» самовосстанавливающихся материалов.
Исследование опубликовано в печатном выпуске журнала Biomacromolecules от 13 декабря.