Ændret bakteriel adfærd i rummet kan skyldes reduceret ekstracellulær transport

Reduceret ekstracellulær transport af molekyler kan forklare ændringer i bakteriel adfærd i rummet, ifølge en undersøgelse offentliggjort 2. november, 2016 i open access-journalen PLOS ONE af Luis Zea fra University of Colorado, Kampesten, og kolleger.

At forstå bakteriers adfærd i rummet er vigtigt for at beskytte astronauter på lange rumflyvninger, og tidligere forskning har vist, at bakterier opfører sig anderledes i rummets mikrogravitationsmiljø. For eksempel, i rummet, bakterier formerer sig til højere antal og er i nogle tilfælde mere virulente og mindre modtagelige for antibiotika. Forskere havde tidligere teoretiseret, at denne adfærd skyldes manglen på tyngdekraft, der reducerer bevægelsen af ​​ekstracellulære molekyler og fører til reduceret tilgængelighed af næringsstoffer, imidlertid, der var få beviser til at understøtte denne teori.

For at få mere indsigt i den reducerede ekstracellulære transportmodel, forfatterne af nærværende undersøgelse sammenlignede genekspression mellem E coli dyrket på den internationale rumstation og dyrket på jorden. Forfatterne fandt ud af, at i rummet, bakterier udtrykte flere gener forbundet med sulttilstande, herunder gener, der koder for proteiner til aminosyresyntese, nedbrydning af glukose og brug af alternative kulstofkilder. Dette genekspressionsmønster er sandsynligvis en reaktion på nedsat glukosetilgængelighed, understøtter modellen for reduceret bevægelse af molekyler i bakteriernes ekstracellulære miljø.

Disse nye genekspressionsdata giver derfor yderligere bevis for, at bakteriers ændrede adfærd i rummet skyldes nedsat tyngdekraft, der driver reduceret ekstracellulær transport af molekyler. Fremtidige rumflyvningseksperimenter, der undersøger en række andre bakteriearter under forskellige vækstbetingelser, kan hjælpe med at forklare ændringer i bakterievækst og virulens, der kan påvirke mennesker, der lever i rummet betydeligt.

"Mikrogravitationsmiljøet på den internationale rumstation bliver nu brugt til utallige forskningslinjer, for eksempel:udvikling af vaccine, finde nye molekylære mål mod lægemiddelresistente patogener, og test af molekyler, der skal bruges mod osteoporose eller kræft, " siger Zea. "Denne nye forståelse af, hvordan ekstracellulære biofysiske processer initierer mekaniske transduktionssignaler i bakterier i rummet, kan ikke kun tjene til at beskytte astronauter, når de begiver sig ud over Jordens kredsløb, men også disse andre forskningslinjer."