Rusak tetapi tidak dikalahkan: Bakteri menggunakan nano-speargun untuk membalas serangan terhadap serangan
Beberapa bakteri menggunakan tombak kecil untuk membalas serangan saingan. Para peneliti di University of Basel meniru serangan dengan menyodok bakteri dengan ujung ultra-tajam. Dengan menggunakan pendekatan ini, mereka telah menemukan bahwa bakteri merakit nanoweapon mereka sebagai respons terhadap kerusakan amplop sel dan dengan cepat menyerang balik dengan presisi tinggi.
Di dunia mikroba, koeksistensi damai berjalan seiring dengan persaingan sengit untuk nutrisi dan ruang. Bakteri tertentu menampar saingan dan menangkis penyerang dengan menyuntikkannya dengan koktail mematikan menggunakan speargun kecil berukuran nano, yang dikenal sebagai Sistem Sekresi Tipe VI (T6SS).
Bakteri merespons kerusakan amplop sel
Kelompok penelitian yang dipimpin oleh Profesor Marek Basler di Biozentrum, University of Basel, telah mempelajari T6SS dari berbagai spesies bakteri selama bertahun -tahun. “Kami tahu itu Pseudomonas aeruginosa Menggunakan T6SS untuk menembak kembali ketika diserang “, jelas Basler.” Tapi kami tidak tahu apa sebenarnya memicu perakitan nano-speargun: kontak dengan tetangga, molekul beracun, atau hanya kerusakan sel? ”
Dalam kolaborasi erat dengan Roderick Lim, Profesor Argovia untuk Nanobiologi di Biozentrum dan Institut Nanoscience Swiss (SNI), para peneliti sekarang telah menunjukkan: Pseudomonas aeruginosa Menanggapi pecahnya membran luar – diprakarsai oleh gaya mekanik, seperti menusuk dengan ujung yang tajam. Studi ini telah diterbitkan di Kemajuan Sains.
Menusuk amplop bakteri dengan “jarum” kecil
Roderick Lim's Lab memiliki keahlian lama dalam teknologi atomik mikroskop (AFM). “Menggunakan AFM, kami telah dapat meniru serangan bakteri T6SS”, kata Mitchell Brüderlin, kandidat PhD di SNI PhD School dan penulis pertama penelitian. “Dengan ujung AFM seperti jarum, sangat tajam, kita dapat menyentuh permukaan bakteri dan, dengan secara bertahap meningkatkan tekanan, menusuk bagian luar dan membran bagian dalam dengan cara yang terkontrol.”
Dalam kombinasi dengan mikroskop fluoresensi, para peneliti mengungkapkan bahwa bakteri merespons kerusakan membran luar. “Dalam sepuluh detik bakteri mengumpulkan T6SS mereka, seringkali berulang kali, di lokasi kerusakan dan menembak kembali dengan akurasi tepat,” tambah Basler. “Pekerjaan kami dengan jelas menunjukkan bahwa melanggar membran luar diperlukan dan cukup untuk memicu perakitan T6SS.”
Tantangan terbesar bagi para peneliti adalah ukuran dan bentuk bakteri. “Sejauh ini, kami hanya menggunakan AFM untuk mempelajari sel eukariotik, termasuk sel manusia,” jelas Lim. “Tetapi Pseudomonas Bakteri lebih dari sepuluh kali lebih kecil dari sel manusia, jadi itu menuntut untuk menyodok mereka di situs tertentu. ”
Di ekosistem mikroba, kelangsungan hidup adalah strategi apa pun, dan Pseudomonas aeruginosa Telah menguasai seni pertahanan. “Pembalasan yang ditargetkan dan cepat terhadap serangan lokal meminimalkan kesalahan dan mengoptimalkan rasio biaya-manfaat”, kata Basler. Taktik pintar ini memberi Pseudomonas Keuntungan bertahan hidup, memungkinkannya untuk melumpuhkan penyerang dan berkembang di lingkungan yang beragam dan seringkali menantang.
Publikasi asli
Mitchell Brüderlin, Maxim Kolesnikov, Florian Röthlin, Roderick YH Lim, dan Marek Basler
Pseudomonas aeruginosa merakit H1-T6SS sebagai respons terhadap kerusakan fisik dan kimia dari membran luar
Kemajuan Sains (2025), doi: 10.1126/sciadv.adr1713
