बुरशी आणि जीवाणूंचा चिकट बाह्य थर, ज्याला 'एक्स्ट्रासेल्युलर मॅट्रिक्स' किंवा ईसीएम (ECM) म्हणतात, तो जेलीसारखा घट्ट असतो आणि एक संरक्षक थर व कवच म्हणून काम करतो. परंतु, वॉर्सेस्टर पॉलिटेक्निक इन्स्टिट्यूटच्या सहकार्याने मॅसॅच्युसेट्स ॲम्हर्स्ट विद्यापीठाने 'आयसायन्स' (iScience) या जर्नलमध्ये प्रकाशित केलेल्या एका अलीकडील अभ्यासानुसार, काही सूक्ष्मजीवांचा ईसीएम (ECM) केवळ ऑक्झॅलिक ॲसिड किंवा इतर साध्या ॲसिडच्या उपस्थितीतच जेल तयार करतो. प्रतिजैविक प्रतिकारशक्तीपासून ते तुंबलेल्या पाईप्स आणि वैद्यकीय उपकरणांच्या दूषिततेपर्यंत सर्वच गोष्टींमध्ये ईसीएम (ECM) महत्त्वाची भूमिका बजावत असल्यामुळे, सूक्ष्मजीव त्यांच्या चिकट जेलच्या थरांना कसे हाताळतात हे समजून घेणे आपल्या दैनंदिन जीवनासाठी दूरगामी परिणाम करणारे आहे.

"मला सूक्ष्मजैविक ECM मध्ये नेहमीच रस होता," असे युनिव्हर्सिटी ऑफ मॅसॅच्युसेट्स ॲम्हर्स्ट येथील सूक्ष्मजीवशास्त्राचे प्राध्यापक आणि या शोधनिबंधाचे वरिष्ठ लेखक बॅरी गुडेल म्हणाले. "लोक अनेकदा ECM ला सूक्ष्मजीवांचे संरक्षण करणारा एक निष्क्रिय संरक्षक बाह्य थर मानतात. पण ते सूक्ष्मजैविक पेशींच्या आत आणि बाहेर पोषक द्रव्ये आणि एन्झाइम्ससाठी एक मार्ग म्हणूनही काम करू शकते."
या आवरणाचे अनेक उपयोग आहेत: त्याच्या चिकटपणामुळे, छोटे सूक्ष्मजीव एकत्र येऊन वसाहती किंवा "बायोफिल्म" तयार करू शकतात आणि जेव्हा पुरेसे सूक्ष्मजीव असे करतात, तेव्हा ते पाईप्स बंद करू शकतात किंवा वैद्यकीय उपकरणांना दूषित करू शकतात.
परंतु कवच पारगम्य असणे देखील आवश्यक आहे: अनेक सूक्ष्मजीव विविध एन्झाइम्स आणि इतर मेटाबोलाइट्स ईसीएममधून बाहेर स्रवतात, आणि ज्या पदार्थांना त्यांना खायचे किंवा संक्रमित करायचे असते (जसे की कुजलेले लाकूड किंवा पृष्ठवंशीय प्राण्यांच्या ऊती) त्यांमध्ये सोडतात, आणि मग, एकदा एन्झाइम्सनी त्यांचे पचनाचे कार्य पूर्ण केल्यावर, पोषक तत्वे ईसीएममधून परत आत पाठवतात.
याचा अर्थ असा की, ईसीएम (ECM) हा केवळ एक निष्क्रिय संरक्षक थर नाही; किंबहुना, गुडेल आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी दाखवून दिल्याप्रमाणे, सूक्ष्मजीवांमध्ये त्यांच्या ईसीएमची स्निग्धता आणि त्यामुळे त्याची पारगम्यता नियंत्रित करण्याची क्षमता असल्याचे दिसून येते. ते हे कसे करतात?
बुरशीमध्ये, हा स्राव ऑक्झॅलिक ॲसिड असल्याचे दिसते, जे अनेक वनस्पतींमध्ये नैसर्गिकरित्या आढळणारे एक सामान्य सेंद्रिय ॲसिड आहे, आणि गुडेल व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी शोधून काढल्याप्रमाणे, अनेक सूक्ष्मजीव त्यांच्याद्वारे स्रवलेल्या ऑक्झॅलिक ॲसिडचा उपयोग कर्बोदकांच्या बाह्य थरांना चिकटण्यासाठी करतात, ज्यामुळे एक चिकट पदार्थ, म्हणजेच जेलीसारखा ECM, तयार होतो.
पण जेव्हा टीमने अधिक बारकाईने पाहिले, तेव्हा त्यांना आढळले की ऑक्झॅलिक ॲसिड केवळ ECM तयार करण्यास मदत करत नाही, तर त्याचे "नियमन" देखील करते: सूक्ष्मजीव कार्बोहायड्रेट-ॲसिड मिश्रणात जितके जास्त ऑक्झॅलिक ॲसिड मिसळतात, तितके ECM अधिक चिकट होते. ECM जितके जास्त चिकट होते, ते मोठ्या रेणूंना सूक्ष्मजीवामध्ये प्रवेश करण्यापासून किंवा बाहेर पडण्यापासून अधिक रोखते, तर लहान रेणू वातावरणातून सूक्ष्मजीवामध्ये प्रवेश करण्यास आणि याउलट, मुक्त राहतात.
या शोधाने, बुरशी आणि जीवाणूंद्वारे स्रवणारे विविध प्रकारचे संयुगे या सूक्ष्मजीवांमधून पर्यावरणात नेमके कसे पोहोचतात, याबद्दलच्या पारंपरिक वैज्ञानिक समजुतीला आव्हान दिले आहे. गुडेल आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी असे सुचवले की, काही प्रकरणांमध्ये सूक्ष्मजीवांना, ज्या मॅट्रिक्स किंवा ऊतींवर ते जगण्यासाठी किंवा संक्रमित होण्यासाठी अवलंबून असतात, त्यावर हल्ला करण्यासाठी अतिसूक्ष्म रेणूंच्या स्रावावर अधिक अवलंबून राहावे लागू शकते. याचा अर्थ असा की, जर मोठे एन्झाइम्स सूक्ष्मजीवांच्या बाह्यपेशीय मॅट्रिक्समधून जाऊ शकत नसतील, तर रोगजननामध्ये लहान रेणूंचा स्राव देखील मोठी भूमिका बजावू शकतो.
"एक मध्यम मार्ग असल्याचे दिसते," गुडेल म्हणाले, "जिथे सूक्ष्मजीव एका विशिष्ट पर्यावरणाशी जुळवून घेण्यासाठी आम्लतेची पातळी नियंत्रित करू शकतात, ज्यामुळे ते एन्झाईमसारखे काही मोठे रेणू टिकवून ठेवतात, तर लहान रेणूंना ECM मधून सहजपणे जाऊ देतात. ऑक्झॅलिक ॲसिड वापरून ECM मध्ये बदल घडवणे हा सूक्ष्मजीवांसाठी स्वतःचे प्रतिजैविक आणि अँटीबायोटिक्सपासून संरक्षण करण्याचा एक मार्ग असू शकतो, कारण यापैकी अनेक औषधांमध्ये खूप मोठे रेणू असतात. हीच अनुकूलन क्षमता अँटीमायक्रोबियल थेरपीमधील एका मोठ्या अडथळ्यावर मात करण्याची गुरुकिल्ली ठरू शकते, कारण ECM ला अधिक पारगम्य बनवण्यासाठी त्यात फेरफार केल्याने अँटीबायोटिक्स आणि अँटीमायक्रोबियल्सची परिणामकारकता सुधारू शकते."

"जर आपण काही विशिष्ट सूक्ष्मजीवांमधील ऑक्झॅलेटसारख्या लहान आम्लांचे जैवसंश्लेषण आणि स्राव नियंत्रित करू शकलो, तर आपण त्या सूक्ष्मजीवांमध्ये काय जाते हे देखील नियंत्रित करू शकतो, ज्यामुळे आपल्याला अनेक सूक्ष्मजंतूजन्य रोगांवर अधिक चांगल्या प्रकारे उपचार करता येतील," असे गुडेल म्हणाले.
डिसेंबर २०२२ मध्ये, सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ यासू मोरिता यांना क्षयरोगावर नवीन, अधिक प्रभावी उपचार विकसित करण्याच्या अंतिम उद्देशाने असलेल्या संशोधनास पाठिंबा देण्यासाठी नॅशनल इन्स्टिट्यूट्स ऑफ हेल्थकडून अनुदान मिळाले.

आपल्याला अधिक माहिती हवी असल्यास, कृपया मला ईमेल पाठवा.
ई-मेल:
info@pulisichem.cn
दूरध्वनी:
+८६-५३३-३१४९५९८