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Estas podrían ser las fotos de primer plano más detalladas de bacterias vivas jamás capturadas

Siempre hay más para explorar y comprender. Es cierto si se aleja a los confines más lejanos del universo, o si se acerca a los microorganismos. En ciencia, cuantas más preguntas responda, más descubrirá que es necesario formularlas.

Por lo tanto, los investigadores llevaron sus microscopios de alta potencia a la «piel» protectora de las bacterias, profundizando en cómo está organizada esta membrana y revelando más detalles que nunca.

Bacterias Gram-negativo Tal como Escherichia coli Tú tienes membranas externas Para mantener sus tripas en su lugar, protegiéndolas del ajetreo de la vida bacteriana. Estas membranas contienen una impresionante variedad de herramientas, que incluyen proteínas de la membrana externa y toxinas como lipopolisacáridos montantes de superficie.

Pero una vez que sabes esto, surgen más preguntas: ¿cómo encaja todo este esplendor? ¿Cuál es la proporción de ‘botones’ a la membrana en toda la bacteria? Aquí es donde entra la nueva investigación.

«La membrana externa es una barrera formidable contra los antibióticos y es un factor importante para hacer que las bacterias infecciosas sean resistentes al tratamiento médico. Sin embargo, todavía no está relativamente claro cómo se forma esta barrera, por lo que decidimos estudiarla con tanto detalle». » El biofísico y autor principal de la University College London, Bart Hogenbaum, explicó.

«Al estudiar las bacterias vivas desde la escala molecular hasta la celular, podemos ver cómo las proteínas de la membrana forman una red que se extiende por toda la superficie de las bacterias, dejando pequeños espacios para las manchas sin proteínas».

Los investigadores utilizaron Microscopio de fuerza atómica Para esta tarea, un microscopio presiona constantemente la superficie de la membrana para determinar la forma de la forma. Es un poco como leer braille Excepto por el láser en lugar de las yemas de los dedos.

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Luego, el equipo produjo una imagen fascinante de la membrana bacteriana, a la que llamaron la imagen más nítida de las bacterias vivas, que muestra la densidad de las proteínas de la membrana externa en la superficie.

Microscopía de fuerza atómica que muestra la membrana externa. (Ben et al., PNAS, 2021)

Como puede ver en la foto de arriba, hay muchos agujeros pequeños en la superficie. Estas son proteínas beta de barril, llamadas purinas, que forman túneles a través de la membrana de las bacterias para permitir que las moléculas se difundan a través de ellas. Mientras tanto, las pequeñas partes de la superficie lisa son lipopolisacáridos que pueden expandirse con el crecimiento celular.

«Concluimos que la membrana externa es un mosaico de regiones ricas en lipoproteínas separadas en fases y regiones ricas en proteínas de la membrana externa, y su mantenimiento es esencial para la integridad de la membrana y, por lo tanto, para el estilo de vida de las bacterias gramnegativas». El equipo escribe en el nuevo periódico.

Por supuesto, los científicos no lo miran fijamente. bacterias coli Usar microscopios enormes solo por el gusto de hacerlo, por genial que sea. Hay buenas razones por las que necesitamos este nivel de comprensión detallada.

«Una fotografía escolar de la membrana externa de las bacterias muestra las proteínas distribuidas en la membrana de manera desordenada, bien mezcladas con los otros componentes básicos de la membrana. Nuestras imágenes muestran que este no es el caso, pero las manchas lipídicas están separadas de las redes ricas en proteínas como el aceite separado del agua y, en algunos casos, forman huecos en la armadura de las bacterias «. Explica la primera autora y bioquímica de UCLA, Georgina Bean.

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«Esta nueva forma de ver la membrana externa significa que ahora podemos comenzar a explorar si esta disposición es importante para la función de la membrana, la integridad y la resistencia a los antibióticos, y cómo lo hace».

El equipo estudiará cómo podemos utilizar este nuevo conocimiento para superar la resistencia a los antimicrobianos en bacterias gramnegativas como bacterias coli.

como estrellas o agujeros negros En las galaxias distantes, una vez que se encuentra algo, siempre hay más preguntas que responder.

La búsqueda fue publicada en PNAS.