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    Uno sguardo da vicino ai batteri

    L'immagine a sinistra mostra un esempio di immagini superrisolte di proteine ​​H-NS nei singoli E. coli. L'immagine a destra mostra esempi di traiettorie di proteine ​​H-NS. Credito:Università dell'Arkansas

    Yong Wang, professore assistente di fisica, e la studentessa Asmaa Sadoon hanno studiato come le molecole viaggiano attraverso il citoplasma batterico per capire di più su come funzionano questi minuscoli organismi. Utilizzando nuovi strumenti ad alta tecnologia, sono stati in grado di osservare per la prima volta determinati processi all'interno di batteri vivi. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Revisione fisica E .

    I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di microscopia a fluorescenza a super risoluzione e una tecnica chiamata tracciamento di singole particelle per studiare come un tipo di proteina chiamata H-NS si muove attraverso il citoplasma delle cellule di E. coli. I ricercatori hanno scelto questa proteina perché interagisce sia con le proteine ​​che con il DNA, e aiuta a regolare l'espressione genica nei batteri. La comprensione dell'espressione genica batterica potrebbe portare a nuove tecniche per mitigare la resistenza batterica agli antibiotici.

    In questo studio, i ricercatori hanno appreso nuove informazioni su questa proteina, e sulle proprietà del citoplasma batterico. Wang descrive il citoplasma come "un denso brodo di proteine, DNA, e varie altre molecole." Poiché i batteri non hanno sistemi di trasporto, come l'apparato digerente o circolatorio, dipendono dalla diffusione delle molecole attraverso questo brodo per i processi che le mantengono in vita.

    Tracciando il movimento di H-NS attraverso il citoplasma di E. coli, i ricercatori sono stati in grado di calcolare la viscoelasticità del citoplasma. Hanno scoperto che la "zuppa" batterica non si comporta allo stesso modo di una soluzione proteica omogenea.

    Ricerca precedente, che ha utilizzato soluzioni omogenee studiate in vitro, osservato che in queste soluzioni, sia l'elasticità che la viscosità diminuiscono nel tempo. In altre parole, le soluzioni sono diventate sia più sottili che più morbide. Nei batteri veri, però, Wang e Sadoon hanno osservato che, dopo un certo lasso di tempo, la viscosità, o spessore, del citoplasma si appiattisce, quindi il citoplasma batterico diventa più morbido senza assottigliarsi.

    "Ci si aspetta che i nostri risultati cambino radicalmente il modo in cui viene visualizzato il citoplasma batterico, " hanno spiegato i ricercatori nel documento. "A differenza di un semplice fluido viscoso o viscoelastico che gli attuali modelli di processi batterici in genere considerano, il citoplasma batterico si comporta diversamente a diverse scale temporali in termini di proprietà meccaniche, che dovrebbe avere un impatto su varie interazioni tra piccole molecole, proteine ​​e molecole di DNA/RNA all'interno dei batteri, così come le interazioni batteriche con altre specie, come i batteriofagi”.

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