Kaltek və Prinston Universitetinin alimləri müəyyən ediblər ki, selik kimi polimerlərin məhlulunda böyüyən bakteriya hüceyrələri bir-birinə bükülən və bükülən uzun kabellər əmələ gətirir və bir növ “canlı Jell-O” yaradır.

Bu tapıntı, ağciyərləri əhatə edən mucusun daha çox konsentrasiyaya çevrildiyi və tez-tez bu selikdə tutan bakterial infeksiyaların həyati təhlükəyə çevrilməsinə səbəb olan kistik fibroz kimi xəstəliklərin öyrənilməsi və müalicəsi üçün xüsusilə vacib ola bilər. Bu kəşf həmçinin biofilmlər kimi tanınan bakteriyaların polimer ifraz edən konqlomerasiyalarının tədqiqində – məsələn, çay qayalarında sürüşkən çubuqların – avadanlıqların nasazlığına və sağlamlıq təhlükələrinə səbəb ola biləcəyi sənaye tətbiqlərində də təsir göstərə bilər.

İş “Science Advances” jurnalında yanvarın 17-də dərc edilmiş məqalədə təsvir edilmişdir .

Kimya mühəndisliyi professoru Sujit Datta deyir: “Biz kəşf etdik ki, bir çox bakteriya ağciyərlərdə selik kimi polimer adlanan spagettiyə bənzər molekulları ehtiva edən mayelərdə böyüdükdə, canlı gellər kimi bir-birinə qarışan kabelə bənzər strukturlar əmələ gətirirlər”. Caltech-də biomühəndislik və biofizika və yeni məqalənin müvafiq müəllifi. “Və maraqlısı budur ki, bu strukturların necə əmələ gəldiyinin fizikası ilə Purell və ya Jell-O kimi bir çox cansız gellərin altında yatan mikroskopik fizika arasında oxşarlıqlar var.”

Datta bu yaxınlarda Princeton Universitetindən Caltech-ə köçdü. Princetondakı aspirantlarından biri Sebastian Gonzalez La Corte, məqalənin aparıcı müəllifidir. O və Datta kistik fibrozlu xəstələrin ağciyərlərində və bağırsaqlarında selik konsentrasiyasının necə dəyişdiyi ilə maraqlanırdılar – bu xəstələrdə həmişəkindən daha çox polimer mövcuddur. MIT-dəki həmkarları tərəfindən təqdim edilən selik nümunələri ilə işləyən Qonzalez La Korte müntəzəm maye və kistik fibroza bənzər nümunələrdə E. coli bakteriyasını (adətən laboratoriya tədqiqatlarında istifadə olunur) yetişdirdi və sonra bakteriya hüceyrələrinin necə böyüdüyünü izləmək üçün nümunələri mikroskop altında müşahidə etdi. hər bir halda.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737363671&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-bacteria-polymers-cable-gels.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC44MyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QgQShCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTMyLjAuNjgzNC44MyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMi4wLjY4MzQuODMiXV0sMF0.&dt=1737363671488&bpp=1&bdt=70&idt=114&shv=r20250114&mjsv=m202501160401&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1737363442%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1737363442%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1737363442%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8493937593220&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2046&biw=1519&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95348683%2C31089724%2C31089808%2C95332928%2C95331832%2C95333409%2C95350243%2C95350548%2C31089852%2C95347433&oid=2&pvsid=1621822636901000&tmod=1413874230&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=120

O, təbiətdəki bir çox bakteriyalarda olduğu kimi üzmək qabiliyyətini itirmiş hüceyrələrə diqqət yetirdi. Normal şəraitdə belə bir hüceyrə ikiyə bölündükdə, yaranan hüceyrələr ayrılır və bir-birindən uzaqlaşır. Bununla belə, Gonzalez La Corte, polimer məhlulda kopyalanan hüceyrələrin bir-birinə, uçdan uca yapışdığını tapdı.

Gonzalez La Corte deyir: “Hüceyrələr bölünməyə və bir-birinə yapışmağa davam etdikcə, kabellər dediyimiz bu gözəl uzun strukturları meydana gətirməyə başlayırlar”. “Hansısa bir anda onlar bir-birinin üstünə əyilib bükülür və dolaşıq bir şəbəkə meydana gətirirlər.”

Komanda müəyyən etdi ki, hüceyrələr ehtiyac duyduqları qida maddələrinə sahib olduqları müddətdə kabellər uzanmağa və böyüməyə davam edir və nəticədə minlərlə hüceyrə uzunluğunda zəncirlər yaranır.

Sonrakı təcrübələr göstərdi ki, hansı bakteriya növlərinin təqdim edilməsinin əhəmiyyəti yoxdur , nə də üzvi polimer məhlulunun növü fərq etmir; kifayət qədər polimer bakteriya hüceyrələrini əhatə etdikdən sonra kabellər böyüyür. Tədqiqatçılar hətta sintetik polimerlərdəki bakteriyalarla da eyni nəticəni gördülər.

Tədqiqat üçün ilkin motivasiya kistik fibrozlu xəstələrdə infeksiyaların artımını daha yaxşı başa düşmək olsa da , tapıntılar daha geniş mənada aktualdır. Mucus insan orqanizmində təkcə ağciyərlərdə deyil, həm də bağırsaqlarda və servikal-vaginal traktda mühüm rol oynayır. Və Datta deyir ki, iş həm də biofilmlər, özlərinin kapsullaşdıran polimer matrisini böyüdən bakteriyalar qrupları kontekstində vacibdir. İnsan bədənində diş lövhəsi kimi biofilmlər var, lakin onlar torpaqda və sənaye şəraitlərində də olduqca yaygındır, burada avadanlıqları zədələyə və sağlamlıq üçün təhlükə yarada bilər.

Datta deyir: “Onların ifraz etdikləri polimer matrisi biofilmləri səthlərdən çıxarmaq və antibiotiklərlə müalicə etmək üçün belə çətin edir”. “Hüceyrələrin bu matrisdə necə böyüdüyünü başa düşmək biofilmlərə daha yaxşı nəzarət etmək üçün əsas ola bilər.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Kabellərin arxasındakı fizikanı başa düşmək

Diqqətlə hazırlanmış təcrübələr vasitəsilə komanda, bölünən hüceyrələri əhatə edən polimerlərin tətbiq etdiyi xarici təzyiqin hüceyrələri bir araya gətirən və onları yerində saxlayan şey olduğunu tapdı. Fizikada kənar təzyiqin nəzarəti altında olan belə bir cəlbedici qüvvəyə tükənmə qarşılıqlı təsiri deyilir. Gonzalez La Corte bakterial kabel artımının nəzəri modelini yaratmaq üçün tükənmənin qarşılıqlı təsiri nəzəriyyəsindən istifadə etdi. Model kabelin polimer mühitdə nə vaxt sağ qalacağını və böyüyəcəyini təxmin edə bilir.

Datta deyir: “İndi biz tamamilə fərqli şeylər üçün hazırlanmış polimer fizikasının müəyyən edilmiş nəzəriyyələrini bu bioloji sistemlərdə bu kabellərin nə vaxt yaranacağını kəmiyyətcə proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edə bilərik “.

Bakteriyalar niyə bu kabelləri əmələ gətirir?

“Biz bu maraqlı, qeyri-adi, çox gözlənilməz hadisəni kəşf etdik” deyir Datta. “Biz bunun niyə baş verdiyini mexaniki, fizika nöqteyi-nəzərindən də izah edə bilərik. İndi sual budur: bioloji nəticələr nədir?”

Maraqlıdır ki, iki ehtimal var: Bakteriyalar özlərini böyütmək və buna görə də immun hüceyrələrin udmaq və məhv etməsini çətinləşdirmək üçün bu canlı gel şəbəkəsini yaratmaq üçün bir araya toplana bilər. Alternativ olaraq, kabel əmələ gəlməsi əslində bakteriyalar üçün zərərli ola bilər. Axı, ev sahibinin sekresiyası bakteriyaların kabelləri qurmasına səbəb olur. Datta deyir: “Mucus statik deyil; məsələn, ağciyərlərdə daim ağciyərlərin səthindəki kiçik tüklər tərəfindən süpürülür və yuxarıya doğru irəliləyir”. “Ola bilərmi ki, bakteriyaların hamısı bu kabellərdə bir yerə yığıldıqda, onlardan qurtulmaq əslində daha asandır – onları bədəndən çıxarmaq?”

Hələlik heç kim hansı ehtimalın doğru olduğunu bilmir və Datta deyir ki, bu layihənin maraqlı qalmasına səbəb budur. “İndi biz bu fenomeni tapdıqdan sonra bu yeni sualları tərtib edə və şübhələrimizi yoxlamaq üçün əlavə təcrübələr hazırlaya bilərik” deyir.

Daha çox məlumat: Sebastian Gonzalez La Corte et al, Polimer mühitlərdə bakterial kabellərin morfogenezi, Elm İnkişafı (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adq7797 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq7797

Jurnal məlumatı: Science Advances 

Kaliforniya Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir