Ilmuwan di Arizona State University telah mengidentifikasi dua cara tak terduga yang memungkinkan bakteri menyebar tanpa struktur flagela biasa mereka. Dalam satu studi, E. coli dan salmonella menggunakan fermentasi gula untuk menciptakan arus fluida guna migrasi permukaan, yang disebut 'swashing.' Studi terpisah mengungkap 'gearbox' molekuler pada flavobakteri yang mengendalikan pergerakan arah.
Penelitian baru dari Arizona State University menunjukkan bahwa bakteri memiliki metode propulsi alternatif selain flagela tipikal mereka, yaitu struktur seperti cambuk yang biasanya memungkinkan pergerakan. Temuan ini menyoroti adaptabilitas mikroba dalam menyebar melintasi permukaan, dengan implikasi potensial untuk pengendalian infeksi. penelitian pertama, yang dipimpin oleh Navish Wadhwa dari Biodesign Center for Mechanisms of Evolution dan Department of Physics di ASU, para peneliti memeriksa E. coli dan salmonella. Bahkan dengan flagela yang dinonaktifkan, bakteri ini bermigrasi melintasi permukaan lembap dengan memfermentasi gula seperti glukosa, maltosa, atau xilosa. Proses ini melepaskan produk sampingan asam seperti asetat dan format, yang menghasilkan arus fluida keluar kecil yang mendorong koloni bakteri, sebuah fenomena yang dinamakan 'swashing.' Studi tersebut, yang diterbitkan di Journal of Bacteriology dan dipilih sebagai Editor's Pick, menunjukkan bahwa swashing memerlukan gula yang dapat difermentasi dan dapat dihentikan oleh surfaktan, tidak seperti swarming yang didukung flagela. Wadhwa menyatakan, «Kami kagum dengan kemampuan bakteri ini bermigrasi melintasi permukaan tanpa flagela yang berfungsi. Faktanya, kolaborator kami awalnya merancang eksperimen ini sebagai 'kontrol negatif,' artinya kami mengharapkan, setelah flagela dihilangkan, sel-sel tersebut tidak bergerak.» Ia menambahkan, «Tetapi bakteri tersebut bermigrasi dengan leluasa, seolah tidak ada yang salah, yang memicu kami pada pencarian selama beberapa tahun untuk memahami bagaimana mereka melakukannya.» Mekanisme ini dapat menjelaskan kolonisasi bakteri pada perangkat medis, luka, peralatan makanan, serta situs tubuh seperti lendir atau saluran kemih, di mana lingkungan lembap kaya gula mendominasi. Menyesuaikan faktor seperti pH atau kadar gula mungkin dapat membatasi penyebaran semacam itu. Studi kedua berfokus pada flavobakteri, yang meluncur menggunakan sistem sekresi tipe 9 (T9SS), sabuk konveyor molekuler yang menyerupai snowmobile. Sebuah protein bernama GldJ berfungsi sebagai penggeser gigi, yang membalik arah motor dari berlawanan arah jarum jam menjadi searah jarum jam ketika diubah, sehingga memungkinkan navigasi yang tepat. Diterbitkan di mBio, penelitian ini dilakukan oleh Shrivastava dari Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics, Biodesign Center for Mechanisms of Evolution, dan School of Life Sciences ASU. Shrivastava menyatakan, «Kami sangat gembira telah menemukan sistem nanogear dua-fungsi yang luar biasa yang mengintegrasikan mekanisme umpan balik, mengungkap snowmobile biologis yang dapat dikendalikan dan menunjukkan bagaimana bakteri secara presisi menyempurnakan motilitas dan sekresi di lingkungan dinamis.» T9SS memengaruhi kesehatan secara bervariasi: di mikrobioma mulut, terkait dengan penyakit gusi, inflamasi, penyakit jantung, dan Alzheimer; di usus, melindungi antibodi, membantu pertahanan imun dan vaksin. Kedua studi ini menggarisbawahi perlunya strategi yang menargetkan metabolisme atau sistem molekuler, bukan hanya flagela, untuk membatasi infeksi dan biofilm.
