شناسایی ساختار لایه حفاظتی باکتری‌ها

پژوهشگران برای نخستین بار بخشی از ساختار یک پروتئین قشر حفاظتی و سطح خارجی میکروب‌ها را با کمک کریستالوگرافی (علم بلورشناسی) شناسایی کردند.

باکتری‌ها در سطح خارجی خود، یک لایه از پروتئین‌هایی دارند که آنها را در برابر تأثیرات خارجی حفظ می‌کند. باکتری‌ها در جهان کنونی، آوازه خوبی ندارند، اما انسان‌ها نیز نمی‌توانند بدون این ارگانیسم میکروسکوپی و تک سلولی به حیات خود ادامه دهند.
برای نمونه، انواع مخصوصی از میکروب‌ها، لایه حفاظتی روی پوست انسان می‌سازند، اما باید همزمان در برابر حملات خارجی نیز از خود دفاع کنند.
یک تیم پژوهشی از مؤسسه علوم زیستی مولکولار دانشگاه گراس در اتریش، نخستین نتایج تحقیقات خود پیرامون ساختار سطح حفاظتی این باکتری‌ها را در تازه‌ترین شماره نشریه «ساختار بیولوژی» به نام «استرکتور» منتشر کرده است.
این تیم که مدیریت آن به عهده پرفسور «والتر کلر» و متشکل از میکروبیولوژها و ساختاربیولوژهای گراس، وین و‌هامبورگ است، بر ساختارها و ویژگی‌های لایه‌های موسوم به «قشر- اس» تحقیق می‌کند و به دنبال پاسخ به اینپرسش است که عملکرد و وظیفه این لایه‌ها چیست؟
«قشرـ اس»، روزنه‌های نانومتری برای تبادل ماده با محیط و برای حفاظت در برابر محیط اطراف است.
کلر می‌گوید: باکتری‌ها در خارجی‌ترین جدار سلول خود این لایه‌های موسوم به «قشر ـ اس» را می‌سازند.
این لایه‌ها که با تلاش و زحمت فراوان باکتری‌ها تولید می‌شوند، ساختارهایی از پروتئین هستند و تا 10 درصد از کل پروتئین را تشکیل می‌دهند و چنین به نظر می‌رسد که برای باکتری‌ها نیز بسیار مهمند.
این تیم پژوهشی به ویژه به دنبال تحقیق درباره کیفیت عمل ترکیب پروتئین‌های «قشر ـ اس» و همچنین چگونگی تأثیرپذیری این پروتئین‌هاست.
«تی  اوکوف»، یکی از پژوهشگران عضو این تیم برای نخستین بار موفق شد با کمک کریستالوژی بخشی از ساختار پروتئین «قشر ـ اس» را با بالاترین درجه تجزیه و تحلیل به نمایش بگذارد.
این دانشمند می‌گوید: انسان می‌تواند رابطه باکتری و «قشر ـ اس» را شبیه یک جنگجو با «پیراهن زرهی‌»‌اش تصور کند. این قشر چون یک صافی عمل می‌کند که مواد مورد نیاز چون مولکول‌های مواد غذایی را به داخل ارگانیسم وارد و مواد مضر را دفع می‌کند.
پاوکوف می‌گوید: اما «قشر ـ اس» حتی با دیگر سلول‌های میزبان، از جمله انسان تأثیر متقابل دارند و نیروهای دفاعی بدن خود را تحریک می‌کنند.
این پژوهشگر افزود، باکتری‌های اسید لاکتیک که گلوکز را به استید لاکتیک تبدیل می‌کنند، یک نمونه مشهور و معروف در این رابطه هستند.
این پژوهشگر می‌‌خواهد در گام‌های بعدی با کمک «کریو- میکروسکوپ انتقال الکترونی» به نام «کریوـ تی.ای.ام» ساختار کل «قشر ـ اس» در نوعی از باکتری مشخص زمین را ثابت کند.
«کریو- میکروسکوپ انتقال الکترونی» یک نمایش تقریبا مطابق اصل از ساختارهای بسیار ریز در ابعاد پنج تا چند 100 نانومتر را ممکن می‌کند. در این روش نمونه‌ها در لایه‌های نازک 200 نانومتری بسیار سریع در منهای 90 درجه منجمد می‌شوند، به گونه‌ای که کریستالی ساخته نمی‌شود و آب در وضعیت بی نظمی شفاف و شیشه‌ای باقی می‌ماند. پژوهشگران می‌توانند با این روش بزرگی و ساختار لیپوزوم‌ها و دیگر ذرات را مشخص کنند.
کلر می‌گوید: در حالی که بخش بزرگی از کل «زیست توده» در روی زمین از باکتری‌ها شکیل شده است، اما این ارگانیسم‌ها همچنان یک معما برای بشر باقی مانده‌اند.