أخبار

البكتيريا العنيدة: كيف تتداخل المكورات العنقودية في الكائن الحي


ممرض واسع الانتشار: كيف تلتصق المكورات العنقودية بالجسم

قام باحثون ألمان بفك شفرة الآلية الفيزيائية التي من خلالها يرتبط العامل الممرض بالجزيء المستهدف في جسم الإنسان. النتائج الجديدة حاسمة للسيطرة على مثل هذه البكتيريا.

قوانين الفيزياء

طورت البكتيريا استراتيجيات معقدة لإنشاء مضيفاتها ومضاعفتها. يظهر الدور الذي تلعبه قوانين الفيزياء أيضًا في دراسة نشرت الآن في المجلة العلمية للعلوم. باستخدام مثال المكورات العنقودية ، حقق فريق البحث في الثبات الميكانيكي الاستثنائي الذي ترتبط به البكتيريا بالجزيئات المستهدفة لمضيفها باستخدام البروتينات. نجح العلماء في فك رموز الآلية الفيزيائية التي يلتصق بها العامل الممرض بالجزيء المستهدف. بالإضافة إلى أنها تمثل العملية بمستوى غير مسبوق من التفاصيل.

المكورات العنقودية هي سبب العديد من الأمراض المعدية

"المكورات العنقودية هي سبب العديد من الأمراض المعدية في البشر والحيوانات. "يمكن أن تؤدي إلى التسمم المنقول بالغذاء وكذلك الأمراض المعدية" ، يوضح المعهد الاتحادي لتقييم المخاطر (BfR) على موقعه على الإنترنت.

"غالبًا ما تسبب التهابات الجروح القيحية وغيرها من الالتهابات القيحية في البشر." على سبيل المثال ، غالبًا ما تكون البكتيريا مسؤولة عن التهاب الأنف.

يمكن أن تؤدي المكورات العنقودية أيضًا إلى ما يسمى بمتلازمة الصدمة السامة.

يهتم خبراء الصحة بشكل خاص بسلالات مقاومة للأدوية المتعددة ، مثل المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) ، والتي غالبًا ما تكون مقاومة للمضادات الحيوية.

رؤى لم تكن ممكنة من قبل

كجزء من الدراسة الحالية ، فإن لوكاس ميليس والبروفيسور هيرمان جوب من كلية الفيزياء بجامعة لودفيج ماكسيميليان (LMU) في ميونيخ ، بالتعاون مع باحثين من جامعة إلينوي (الولايات المتحدة الأمريكية) ، لديهم القوى المادية بين بروتين التصاق العامل الممرض وجزيء الهدف البشري. تقاس على جزيء واحد في المختبر باستخدام المجهر القوة الذرية.

بالإضافة إلى ذلك ، فقد حسبوا تفاعل جميع الذرات المتضمنة في حاسوب فائق قوي بشكل خاص ، وفقًا للرسالة.

يقول جوب: "يفتح هذا التحول في النموذج رؤى لم تكن ممكنة من قبل". على سبيل المثال ، تم تشغيل محاكاة الديناميكيات الجزيئية المتوازية على الكمبيوتر العملاق Blue Waters في إلينوي ، أحد أقوى أجهزة الكمبيوتر في العالم التي تحتوي على 900000 معالج ، من أجل فك شفرة التفاعل المعقد.

فوجئ الباحثون بالقوة التي يرتبط بها المُمْرِض بجزيئه المستهدف: “وصلت قوة الروابط الميكانيكية لمركب مستقبلي واحد يجند إلى قوة تزيد عن اثنين من النانو نيوتن. هذا استقرار غير عادي يضاهي قوة الروابط التساهمية بين الذرات ، وهي أقوى القوى الجزيئية التي نعرفها.

تستخدم البكتيريا آلية غير عادية

تظهر الدراسة أن البروتين اللاصق للبكتيريا ، بفضل هندستها ، يدمج الجزيء المستهدف في شبكة رابطة الهيدروجين التي يهيمن عليها العمود الفقري الببتيد بدلاً من سلاسله الجانبية.

تحت قوة التفاعلات المحلية الصغيرة التي لا تعد ولا تحصى ، تتجمد هذه الروابط في هندسة القص التعاونية ، كما يطلق على المبدأ المادي الكامن.

يقول ميليس: "يمكن لهذه الهندسة أن تصمد أمام القوى المتطرفة لأنه يجب كسر جميع الروابط بالتوازي لفصل الهدف".

القياس المبسط هو شريطا فيلكرو يصعب فصلهما عند سحبهما من نهايات متقابلة.

يقول جوب: "تستخدم البكتيريا آلية غير عادية ، لكنها معقدة للغاية وتمنحها مزايا حاسمة".

نظرًا لأن الآلية تركز على العمود الفقري للببتيد ، والذي يشبه كل بروتين ، يمكن تحقيق ثبات عالي لمجموعة واسعة من الببتيدات المستهدفة.

ونتيجة لذلك ، فإن القوة البدنية القصوى للنظام مستقلة إلى حد كبير عن التسلسل والخصائص البيوكيميائية للهدف.

أساس تطوير العلاجات الجديدة

يشرح جوب قائلاً: "تلتصق البكتيريا المسببة للأمراض بالجزيئات المستهدفة لمضيفيها بمقاومة ميكانيكية استثنائية".

قال الخبير "إن فهم الآليات الفيزيائية الكامنة وراء هذا الالتصاق العنيد على المستوى الجزيئي أمر بالغ الأهمية لمكافحة مثل هؤلاء المتسللين".

وهكذا وضعت الدراسة الأسس لتطوير علاجات جديدة للعدوى بالمكورات العنقودية. (ميلادي)

معلومات المؤلف والمصدر


فيديو: البكتريا القاتله -مارسا (يونيو 2021).