У бактерий есть экстраординарная способность поддержать и возвратить их морфологию, даже будучи искривленным не в форме. Исследователи знают, что форма определена клеточной стенкой, все же мало известно о том, как монитор бактерий и управляет им. Так как клеточная стенка – цель большинства антибиотиков, понимая, как бактерии растут, их клеточные стенки могут обеспечить понимание более эффективных лекарств.Теперь, команда исследователей во главе со Школой Джона А. Полсона Гарварда Технических и прикладных наук (МОРЯ) нашла, что кишечная палочка (E. coli) может использовать механические сигналы, чтобы держать их форму.
Исследование издано по своей природе Микробиология.«Это исследование может показать некоторые основные принципы роста бактерий», сказал Феликс Вонг, аспирант в МОРЯХ и co-first автор статьи. «Мы показали, что сцепление роста клеточной стенки к механическому напряжению количественно согласовывается с тем, как бактерии возвратили свою форму, будучи искаженным в экспериментах».Вонг и ведущий автор Ариэль Амир, доцент в Прикладной Математике, начали, моделируя механику E. coli клеточная стенка при ограничениях, которые вынудили бактерии превратиться в форму пончика.
В предыдущем исследовании Амир заметил, что при подобном изгибе вынуждает бактерии, становятся пластично искаженными, означая, когда сгибающаяся сила была удалена, E. coli клетки, сфотографированные назад к более прямому, но все еще согнулась, форма. Это предположило, что рост клеточной стенки мог ощутить, что прикладное согнуло силу. Амир также нашел, что клетки выправились после дальнейшего роста, наблюдения, которое оставили нерешенным в той газете.
В последнем исследовании команда исследовала, мог ли стенной рост сцепления к механическому напряжению – как бактерия была сжата или простиралась – объяснить внезапное улучшение и предсказать, как быстро бактерии выправятся, когда выпущено.Вонг и Амир ответили на этот вопрос с теоретической моделью, которая количественно предсказала и как бактерии вырастут, чтобы возвратить ее прямую форму и сколько времени он взял бы.
Затем вместе с экспериментальными группами доктора Ларса Реннера и доктора Свена ван Тееффелена, от Института Лейбница Исследования Полимера и Центра Макса Бергмана Биоматериалов в Германии и Енститю Пастера во Франции, соответственно, управлял экспериментом с E. coli.Модели и эксперименты согласовывались друг с другом.
Механический зависимый от напряжения темп роста клеточной стенки предсказал выправляющийся уровень, согласовывающийся с тем, что было найдено экспериментально.«Мы думаем, что наша предложенная идея для бактерий напоминает о росте завода», сказал Вонг. «Это было хорошо установлено в поле растений, что механические сигналы могут оказать влияние на рост завода.
Наше исследование показывает, что то же самое может быть верным для бактерий. Однако, если бы механические напряжения были действительно важным сенсорным сигналом к бактериям, то должен быть молекулярный механизм что чувства механическое напряжение».
Затем, исследователи надеются определить и понять те молекулярные механизмы, которые могли обеспечить новые цели антибиотиков в будущем.