Forskare vid Arizona State University har identifierat två oväntade sätt som bakterier kan sprida sig utan sina vanliga flagellastrukturer. I en studie använder E. coli och Salmonella sockerjäsning för att skapa vätskeströmmar för migration på ytor, ett fenomen som kallas 'swashing'. En separat studie avslöjar en molekylär 'växellåda' i flavobakterier som styr riktad rörelse.
Ny forskning från Arizona State University visar att bakterier har alternativa framdrivningsmetoder utöver sina typiska flagella, som är piskliknande strukturer som normalt möjliggör rörelse. Dessa fynd belyser anpassningsförmågan hos mikrober att sprida sig över ytor, med potentiella implikationer för infektionskontroll. ＼n＼nI den första studien, ledd av Navish Wadhwa från Biodesign Center for Mechanisms of Evolution och Department of Physics vid ASU, undersökte forskarna E. coli och Salmonella. Även med inaktiverade flagella migrerade dessa bakterier över fuktiga ytor genom att jäsa socker som glukos, maltos eller xylos. Denna process frigör sura biprodukter som acetat och format, vilket genererar små utåtriktade vätskeströmmar som driver bakteriekolonin, ett fenomen som fått namnet 'swashing'. Studien, publicerad i Journal of Bacteriology och utvald som Editors Pick, visade att swashing kräver jäsbart socker och kan stoppas av surfaktanter, till skillnad från flagella-drivet svärmande. ＼n＼nWadhwa noterade: „Vi var förbluffade över dessa bakteriers förmåga att migrera över ytor utan fungerande flagella. Faktum är att våra samarbetspartners ursprungligen designade detta experiment som en 'negativ kontroll', vilket innebar att vi förväntade oss att cellerna, när de gjorts flagella-fria, inte skulle röra sig.“ Han tillade: „Men bakterierna migrerade fritt, som om ingenting vore fel, vilket satte igång en flerårig jakt på att förstå hur de gjorde det.“ ＼n＼nDenna mekanism kan förklara bakteriekolonisering av medicinska instrument, sår, livsmedelsutrustning och kroppsplatser som slemhinnor eller urinvägar, där sockerrika, fuktiga miljöer råder. Att justera faktorer som pH eller sockerhalter kan kanske begränsa sådan spridning. ＼n＼nDen andra studien fokuserade på flavobakterier, som glider med hjälp av typ 9 sekretionssystemet (T9SS), ett molekylärt transportband som liknar en snöskoter. Ett protein kallat GldJ fungerar som en växelspak och vänder motorns riktning från moturs till medurs när det förändras, vilket möjliggör precis navigering. Publicerad i mBio genomfördes forskningen av Shrivastava från Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics, Biodesign Center for Mechanisms of Evolution och ASU:s School of Life Sciences. ＼n＼nShrivastava sade: „Vi är mycket entusiastiska över att ha upptäckt ett extraordinärt nanoväxelsystem med dubbel roll som integrerar en återkopplingsmekanism, vilket avslöjar en kontrollerbar biologisk snöskoter och visar hur bakterier exakt finjusterar motilitet och sekretion i dynamiska miljöer.“ ＼n＼nT9SS påverkar hälsan på olika sätt: i munmikrobiomet kopplas det till tandköttsjukdom, inflammation, hjärtsjukdom och Alzheimers; i tarmen skyddar det antikroppar och stödjer immunförsvaret samt vacciner. Båda studierna understryker behovet av strategier som riktar sig mot metabolism eller molekylära system, utöver enbart flagella, för att motverka infektioner och biofilmer.
