Planetdəki ən müxtəlif ekosistemlərdən biri düşündüyünüzdən daha yaxındır – ağzınızın içində. Ağzınız biofilm adlanan fərqli, strukturlaşdırılmış icmalarda yaşayan 500-dən çox müxtəlif növ bakteriyadan ibarət inkişaf edən ekosistemdir. Bu bakteriyaların demək olar ki, hamısı ikiyə bölünərək (və ya bölünərək) böyüyür, bir ana hüceyrə iki qız hüceyrəsini yaradır.

Dəniz Bioloji Laboratoriyasının (MBL) və ADA Forsyth-in yeni tədqiqatları diş lövhəsində yaşayan ən çox yayılmış bakteriyalardan biri olan Corynebacterium matruchotii-də hüceyrə bölünməsinin qeyri-adi mexanizmini aşkar etdi . Filamentli bakteriya sadəcə bölünmür, eyni anda bir neçə hüceyrəyə bölünür, bu nadir prosesə çoxlu parçalanma deyilir. Tədqiqat Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc olunub .

Komanda C. matruchotii hüceyrələrinin orijinal ana hüceyrənin uzunluğundan asılı olaraq eyni anda 14-ə qədər müxtəlif hüceyrəyə bölündüyünü müşahidə etdi . Bu hüceyrələr də ana filamentin yalnız bir qütbündə böyüyür – “uç uzantısı” adlanan bir şey.

C. matruchotii filamentləri biofilm olan diş lövhəsi içərisində iskele rolunu oynayır. Diş lövhəsi sağlam insan orqanizmində yaşayan və onunla birgə mövcud olan mikroorqanizmlərin böyük populyasiyası daxilində yalnız bir mikrob icmasıdır – “insan mikrobiomu” kimi tanınan bir mühit.

https://www.youtube.com/embed/qLYulKyMiaM?color=whiteFilamentli bakteriya Corynebacterium matruchotii eyni anda birdən çox hüceyrəyə bölünür, nadir hüceyrə bölünməsi növü çoxlu parçalanma adlanır. C. matruchotii insan diş lövhəsində yaşayan ən çox yayılmış bakteriyalardan biridir. Kredit: Scott Chimileski, MBL. Bax Chimileski et al (2024), PNAS .

Bu kəşf bu bakteriyaların necə çoxaldığına, digər bakteriyalarla ehtiyatlar uğrunda rəqabət apardığına və diş lövhəsinin mürəkkəb mühitində struktur bütövlüyünü necə qoruduğuna işıq salır.

“Resiflərdə mərcan, meşələrdə ağaclar, ağızlarımızdakı diş lövhəsində isə Corynebacterium var. Diş lövhəsindəki Corynebacterium hüceyrələri meşədəki böyük, kollu ağaca bənzəyir; onlar bir çox başqa növlər üçün yaşayış mühitini təmin edən məkan quruluşu yaradırlar. onların ətrafındakı bakteriyalar ,” ADA Forsyth-in baş alimi və MBL-də köməkçi alim olan məqalənin həmmüəllifi Jessica Mark Welch dedi.

“Bu biofilmlər mikroskopik yağış meşələrinə bənzəyir. Bu biofilmlərdəki bakteriyalar böyüdükcə və bölündükcə qarşılıqlı əlaqədə olur. Düşünürük ki, qeyri-adi C. matruchotii hüceyrə dövrü bu növün biofilmin nüvəsində bu çox sıx şəbəkələri formalaşdırmasına imkan verir”, – Skott Çimileski bildirib. , MBL tədqiqatçı alimi və kağız üzərində aparıcı müəllif.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1725363700&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-human-mouth-bacteria-rare-cell.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiNy4wLjAiLCJ4ODYiLCIiLCIxMjguMC42NjEzLjExNCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTE0Il0sWyJOb3Q7QT1CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMTQiXV0sMF0.&dt=1725353371427&bpp=3&bdt=2626&idt=417&shv=r20240828&mjsv=m202408280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D115dd7ab24f29971%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725363453%3AS%3DALNI_Mb4HUkunVQ4SLlcQFYwSX7YcUGezQ&gpic=UID%3D00000ed2d67470b8%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725350355%3AS%3DALNI_MaKBGicQZ1HLvpmn0jztfJx7BMFQA&eo_id_str=ID%3D938f1cb1871ca15e%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725363453%3AS%3DAA-AfjaB5rAggLz7wStGWiH6QCPm&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6486818888263&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1040&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=4&adx=447&ady=2441&biw=1903&bih=919&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C31086551%2C31086589%2C31086639%2C42532524%2C95338229%2C95341533%2C95341662%2C31086141%2C95340844%2C95341515%2C95341519&oid=2&pvsid=3355740751914807&tmod=994287644&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F1d%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C919&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Mikrob meşəsi

Bu tədqiqat MBL-də sağlam donorlardan toplanmış diş lövhəsinin məkan təşkilini vizuallaşdırmaq üçün CLASI-FISH (kombinatorial etiketləmə və spektral görüntüləmə flüoresan in situ hibridləşdirmə) adlı görüntüləmə texnikasından istifadə edən 2016-cı ildə hazırlanmış bir sənəd əsasında hazırlanmışdır .

Bu əvvəlki araşdırma, görünüşünə görə “kirpi” adlanan diş lövhəsi içərisində bakterial konsorsiumların təsvirini verdi. Həmin orijinal kağızdan əldə edilən əsas tapıntılardan biri o idi ki, filamentvari C. matruchotii hüceyrələri kirpi quruluşunun əsasını təşkil edir.

Bu tədqiqat filamentli hüceyrələrin necə böyüdüyünü öyrənmək üçün vaxt fasiləli mikroskopiyadan istifadə edərək, C. matruchotii-nin biologiyasına daha dərindən nəzər saldı. Alimlər bu mikrob tropik meşəsinin sadəcə şəklini çəkməkdənsə, real vaxt rejimində miniatür ekosistemin bakterial artım dinamikasını təsvir edə bildilər. Onlar bu bakteriyaların bir-biri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu, məkandan necə istifadə etdiyini və C. matruchotii vəziyyətində onların inanılmaz şəkildə böyüdüyünü gördülər.

Mark Welch, “Bütün müxtəlif növ bakteriyaların lövhə biofilmində necə birlikdə işlədiyini anlamaq üçün insan ağzından başqa heç bir yerdə yaşayan bu bakteriyaların əsas biologiyasını başa düşməliyik” dedi.

Diş həkimləri gündə iki dəfə dişlərinizi fırçalamağı (və buna görə də diş lövhələrini fırçalamağı) tövsiyə edir. Nə qədər səylə fırçalasanız da, bu biofilm geri qayıdır. Alimlər saatda mikrometrlərlə ölçülən hüceyrə uzadılması təcrübələrindən ekstrapolyasiya edərək, C. matruchotii koloniyalarının gündə yarım millimetrə qədər böyüyə biləcəyini aşkar etdilər.

Corynebacterium-un digər növləri insan mikrobiomunun başqa yerlərdə, məsələn, dəri və burun boşluğunun içərisində olur. Bununla belə, dəri və burun Corynebacterium növləri daha qısa, çubuqşəkilli hüceyrələrdir ki, onların uc uzanması ilə uzanması və ya çoxlu parçalanma ilə bölünməsi məlum deyil.

“Diş lövhəsinin bu çox sıx, rəqabətli yaşayış mühiti ilə bağlı bir şey bu böyümə yolunun təkamülünə səbəb ola bilər” dedi Çimileski.

Kəşfiyyat artımı

C. matruchotii-də bakteriyaların hərəkət etməsinə imkan verən orqanoidlər olan flagella yoxdur. Bu bakteriyalar üzə bilmədiyi üçün tədqiqatçılar onun unikal uzanması və hüceyrə bölünməsinin torpaqda yaşayan göbələklərdə və Streptomyces bakteriyalarında görülən miseliya şəbəkələrinə bənzər mühiti araşdırmaq üçün bir yol ola biləcəyinə inanırlar.

“Əgər bu hüceyrələr faydalı qarşılıqlı əlaqə yaratmaq üçün qida maddələrinə və ya digər növlərə üstünlük vermək qabiliyyətinə malikdirsə, bu, lövhə biofilmlərinin məkan təşkilinin necə baş verdiyini anlamağa kömək edə bilər” dedi Çimileski.

ADA Forsyth-in baş müstəntiqi və Dəniz Bioloji Laboratoriyasının keçmiş direktoru həmmüəllif Gary Borisy, “Kimin ağlına gələrdi ki, bizim tanış ağızlarımızda reproduktiv strategiyası bakteriya aləmində praktiki olaraq unikal olan bir mikrob saxlanılacaq”. “Növbəti problem ağızlarımızın və bədənimizin sağlamlığı üçün bu strategiyanın mənasını anlamaqdır.”

Daha çox məlumat: Chimileski, Scott et al, Tip uzantısı və filamentli bakteriyada eyni vaxtda çoxsaylı parçalanma, Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri (2024). DOI: 10.1073/pnas.2408654121 . doi.org/10.1073/pnas.2408654121

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Dəniz Bioloji Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir