Nanodeeltjesregisseurs: onthulling van de bouwgeheimen van bacteriële kolonies

AmsterdamOnderzoekers van de Universiteit van Tsukuba hebben ontdekt dat virusachtige nanodeeltjes de manier waarop gastheerbacteriën zich organiseren en voortplanten, kunnen beïnvloeden. Deze deeltjes zijn verwant aan bacteriofagen, virussen die bacteriën infecteren. Ze bevatten een enzym dat de vorm en structuur van de bacteriën verandert, waardoor deze anders gaan groeien.

Actinomyceten hebben genen die virusachtige deeltjes produceren, waarvan het doel tot nu toe onduidelijk was. Het onderzoek richtte zich op Streptomyces davawensis, een type actinomycete. Deze bacterie maakt deze deeltjes aan om zijn voortplanting te bevorderen.

Uit het onderzoek kwamen enkele waardevolle bevindingen naar voren.

• Extracellulair DNA, dat als een steunstructuur dient voor de multicellulaire organisatie, was aanzienlijk verminderd in de gemuteerde S. davawensis stammen.
• Cellen zonder de productie van virusachtige deeltjes raakten gevangen in abnormale aggregaten.
• Het enzym in virusachtige deeltjes breekt genomisch DNA af en vormt een brug tussen intracellulaire en extracellulaire omgevingen.

Onderzoekers hebben ontdekt dat de virusachtige deeltjes een speciaal enzym, een effector genaamd, bevatten. Deze effector speelt een cruciale rol omdat hij een deel van het DNA afbreekt. Vervolgens verlaat de effector het deeltje en beweegt zich naar het celmembraan van de gastheer.

Het model toont hoe de effector helpt bij het vrijgeven van DNA buiten de cel. Dit vrijgegeven DNA biedt structuur en voedingsstoffen, waardoor gastheercellen kunnen groeien en zich vermenigvuldigen. Dit resulteert in een beter georganiseerde celgroep en gunstige veranderingen in vorm en functie van de bacteriën.

Dit onderzoek werd ondersteund door verschillende bronnen, waaronder:

• Een beurs voor wetenschappelijk onderzoek van de Japanse Vereniging voor de Bevordering van Wetenschap (19K15726, 23K13863, en 23K26811).
• Het Japan Science and Technology Agency (JPMJMI21G8 en JPMJGX23B2).
• Het Suntory Rising Stars Aansporingsprogramma in de Levenswetenschappen (SunRiSE).

Lees ook:

Vandaag · 15:23

Nieuw inzicht: dynamiek van persoonlijke en collectieve overtuigingen

Deze ontdekking is van groot belang omdat het laat zien hoe bacteriën zich kunnen vermenigvuldigen met de hulp van deeltjes die lijken op virussen. Het onderzoek suggereert dat wetenschappers deze deeltjes kunnen aanpassen om bij te dragen aan diverse biotechnologische toepassingen.

Dit is belangrijk omdat virussen overal in het milieu worden aangetroffen. Levende organismen hebben manieren ontwikkeld om ze te bestrijden. Echter, deze studie benadrukt dat niet alles wat met virussen te maken heeft schadelijk is. In dit geval helpen ze bacteriën juist vermeerderen.

Uit het onderzoek bleek dat Streptomyces davawensis niet goed functioneert zonder virusachtige deeltjes. Mutanten zonder deze deeltjes organiseerden zich incorrect en vormden vreemde celclusters. Dit toont aan dat deze nanodeeltjes essentieel zijn.

Dit onderzoek is van groot belang voor de microbiologie en biotechnologie. Het beschrijft hoe virusachtige nanodeeltjes invloed hebben op bacteriën. Het laat zien hoe deze deeltjes bacteriën helpen zich te organiseren en voort te planten. Het onderzoek is grondig en biedt tal van toekomstige toepassingen.

Wetenschappers hebben ontdekt dat bacteriën en virussen (of virusachtige deeltjes) kunnen samenwerken. Deze samenwerking bevordert de groei en organisatie van bacteriën. Onderzoekers kunnen nu nieuwe manieren vinden om deze inzichten te benutten. Met deze nieuwe kennis zou de toekomstige biotechnologie veel geavanceerder kunnen worden.