Бельгийские и ирландские химики исследовали адгезионные силы, благодаря которым бактерии золотистого стафилококка Staphylococcus aureus закрепляются на клетках кожи. Ученые выяснили, что связь, возникающая благодаря специальным белкам-адгезинам, способна выдерживать отрывающие усилия в 500 пиконьютонов. По словам авторов, предложенный новый метод исследования поможет лучше понять, как бактерии колонизируют кожу человека. Исследование опубликовано в журнале Nanoscale Horizons, кратко о нем сообщает блог Королевского химического общества (Великобритания).

Авторы изучали взаимодействие между бактериями и мертвыми клетками эпидермиса с помощью атомно-силовой микроскопии. В классическом варианте этого метода поверхности объектов «ощупываются» с помощью очень тонкой иглы. В новой работе исследователи изменили традиционный подход, прикрепив к игле микроскопа одиночную бактерию. Кроме формы клеток кожи такой метод позволил выяснить, насколько «липкими» кажутся различные участки клетки для бактерии.

Схема эксперимента. Cécile Formosa-Dague et al. / Nanoscale Horizons, 2016

На основе данных микроскопии химики построили карту «липучести» клетки. Согласно предположению авторов, сама липучесть вызвана специфичными взаимодействиями между особыми бактериальными белками — адгезинами — и некими целевыми участками мертвых эпидермальных клеток. Подтвердить это предположение удалось при использовании мутантного стафилококка, генетически лишенного специального белка, привязывающего адгезины к клеточной стенке — для него клетки кожи практически не были липучими.

Результаты сканирования клеток кожи: (a, b) — топография эпителиальной клетки, полученная с помощью обычной бактерии, (c, d) — сканирование «липкости» обычной бактерией, (e, f) — сканирование топографии клетки мутантной бактерией без адгезинов, (g, h) «липкость» клетки к мутантной бактерии. Cécile Formosa-Dague et al. / Nanoscale Horizons, 2016

Силу связи между бактериальными клетками и кожей исследователи оценили в 500 пиконьютонов. Эту величину проще всего сравнить с весом бактериальной клетки — при средней массе в 10–15 килограммов он составляет около 10–14 ньютонов или около 0,01 пиконьютона. Иначе говоря, чтобы оторвать бактерию золотистого стафилококка от клетки потребуется усилие в 50 тысяч раз превышающее ее вес. Исследователи отмечают, что адгезины стафилококка обладают еще большим сродством к фибриногену плазмы крови — соответствующая сила достигает двух пиконьютонов, что почти сопоставимо с ковалентными связями.

Автор: Владимир Королёв