چگونه باکتری بیماریزا و تک میله ای سبزآبی برای جلوگیری از نترکیدن خود، وقتی ناگهان در معرض آب قرار می گیرد، از کانالهای غشایی فعال شده در هنگام تنش استفاده می کنند.
محققان دانشگاه مریلند تشخیص داده اند که چگونه باکتری بیماریزا و تک میله ای سبزآبی برای جلوگیری از نترکیدن خود، وقتی ناگهان در معرض آب قرار می گیرد، از کانالهای غشایی فعال شده در هنگام تنش استفاده می کنند.
این تحقیق که در ژورنال فیزیولوژی عمومی چاپ خواهد شد، به توضیح اینکه این باکتری، که عامل اصلی عفونت‌های بیمارستانی می باشد، چطور در محیط‌های مختلف دوام می آورد، کمک می کند. این باکتری به طور قابل ملاحظه ای سازگار است و به طور طبیعی در خاک و آب تازه وجود دارد، اما می تواند در سطوح مرطوب تجهیزات پزشکی رشد کند، و منجر به عفونت‌های فرصت طلب در بیمارانی می‌شود که مبتلا به نقص ایمنی هستند و یا بیماران آسیب پذیری که منجر به شرایطی تهدید کننده مانند پنومونی یا مسمومیت عفونی می‌شود. ظرفیت باکتری تک میله ای سبزآبی برای دوام آوردن در برابر تغییرات ناگهانی در آب محیط اطرافش، دلیلی است بر سازگاری آن.
به عنوان مثال، بارش باران، برای باکتری مشکل ساز است چون باکتری پوشش اطراف سلول را آبکی می کند تا به ورود آب به داخل سلول به وسیله خاصیت اسمزی سرعت ببخشد. چنین شوک‌های اسمزی می‌توانند باعث ترکیدن سلول‌ها بشوند، اما بعضی باکتری ها مثل باکتری اشرشیا کُلی روده، کانال های مکانیکی حساسی را در غشاء سلولی خود حمل می کنند که به محض اینکه سلول شروع به ترکیدن می کند باز می شوند و با این کار به مولکول‌های محلول کوچک یا اسمولیت‌ها اجازه می دهد که از سلول خارج شوند تا اینکه نفوذ اسمزی آب روان کاهش یابد. وقتی ترکیدن سلول‌ها باعث تنش غشایی کمی می شود، کانال های MscS مقدار نسبتا کمی از اسمولیت ها را آزاد می کنند. کانال MscL برای آزاد کردن اسمولیت‌ها در مقادیر بیشتردر سطح بالاتری از تنش فعال می شود.
سرگئی سوخاروف و همکارانش در دانشگاه مریلند دریافته اند که باکتری تک میله ای سبزآبی به طور قابل توجهی می‌تواند در برابر شوک‌های اسمزی بزرگتر دوام بیاورد، در حالیکه باکتری روده‌ای اشرشیا دربرابر آب کمتر نفوذپذیرند و در آزاد کردن اسمولیت‌ها سرعت بیشتری دارند. نفوذپذیری کمتر باکتری ها در برابر آب، باعث می شود پاسخ به شوک های اسمزی برای سلول‌ها بیشتر طول بکشد. محققان تشخیص دادند که باکتری سبزآبی تک میله ای شامل یک کانال نوع MscL و دو کانال نوع MscS می باشد. کانال نوع MscL غالب است و نسبت به کانال معادل خود در غشاهای اشرشیای روده ای کلی، در چگالی های بالاتر در غشاهای باکتری سبزآبی حضور دارد، که به سلول های باکتری سبزآبی اجازه می دهد مقدار بیشتری از اسمولیت‌ها را آزاد کنند. اما دو کانال نوع MscS هم مهم هستند؛ آنها در پاسخ به ترکیدن سلولی زودتر فعال می‌شوند و با آزاد کردن میزان نسبتا کمی از اسمولیت‌ها، می توانند تنش غشایی را کاهش دهند و مانع آزادسازی بیش از حد اسمولیت‌ها توسط کانال MscL شوند.
سوخاروف می گوید:
این نتایج ما را یک قدم به فهم مکانیکی پاسخ‌های فیزیولوژیکی به شوک‌های اسمزی نزدیک‌تر می‌سازند. این یافته‌ها همچنین به توضیح ثبات اسمزی بیشتر باکتری سبزآبی سازگار در مقایسه با اشرشایی کُلی روده ای کمک می‌کنند.
