బ్రషింగ్ స్కిప్ చేసిన తర్వాత మీ దంతాలు మసకబారినట్లు అనిపిస్తే, మీరు బయోఫిల్మ్ను ఎదుర్కొన్నారు — ఉపరితలాలకు అతుక్కుని ఉండే ఒక సన్నని బ్యాక్టీరియా పొర. వైద్య సెట్టింగ్లలో, బయోఫిల్మ్లు కాథెటర్లు మరియు ఇంప్లాంట్లు వంటి పరికరాల్లో బ్యాక్టీరియాకు రక్షణ కవచాలను ఏర్పరచినప్పుడు ఇన్ఫెక్షన్లకు చికిత్స చేయడం కష్టతరం చేస్తుంది.
UC రివర్సైడ్ శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పుడు మొక్కలు ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు ఉత్పత్తి చేసే రసాయనాన్ని బయోఫిల్మ్ ఏర్పడకుండా నిరోధిస్తుంది. ఈ పురోగతి ఆరోగ్య సంరక్షణలో సంభావ్య పురోగతులను అందిస్తుంది అలాగే పారిశ్రామిక సెట్టింగులలో పరికరాల తుప్పును నివారిస్తుంది.
“సాధారణంగా చెప్పాలంటే, బయోఫిల్మ్లు బ్యాక్టీరియా లేదా శిలీంధ్రాల వంటి సూక్ష్మజీవుల సంఘాలు, ఇవి ఒకదానికొకటి అంటుకుని ఉపరితలాలపై రక్షిత పొరను ఏర్పరుస్తాయి” అని UCR వద్ద మాలిక్యులర్ బయోకెమిస్ట్రీ యొక్క విశిష్ట ప్రొఫెసర్ మరియు ఆవిష్కరణ గురించి అధ్యయన రచయిత కటయూన్ దేహెష్ అన్నారు.
“మీరు బహుశా వాటిని నది రాళ్లపై ఉన్న స్లిమ్ లేయర్గా లేదా మీ దంతాల మీద ఉన్న ఫలకంలా చూసారు. అవి అనేక పర్యావరణ వ్యవస్థలలో సహజమైన భాగం అయితే, బయోఫిల్మ్లు పెద్ద సమస్యలను కలిగిస్తాయి.”
అధ్యయనం, జర్నల్లో ప్రచురించబడింది నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ఒక నిర్దిష్ట మెటాబోలైట్ యొక్క ప్రాముఖ్యతను హైలైట్ చేస్తుంది, ఇది మొక్కల లోపల ప్రాణాంతక రసాయన ప్రతిచర్యల సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన అణువు, అలాగే బ్యాక్టీరియా మరియు మలేరియాకు కారణమయ్యే కొన్ని పరాన్నజీవులు కూడా.
మొక్కలలో, ఈ మెటాబోలైట్, MEcPP, అవసరమైన సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేయడంలో మాత్రమే కాకుండా ఒత్తిడి సంకేతాలలో కూడా కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఒక మొక్క ఏదో విధంగా దెబ్బతిన్నప్పుడు మరియు చాలా ఆక్సిజన్ దాని కణాలలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, అది MEcPP పేరుకుపోతుంది. ఈ అణువు మొక్క లోపల రక్షిత ప్రతిస్పందనలను ప్రేరేపిస్తుంది. ఇదే అణువు E. coli వంటి బ్యాక్టీరియాపై ఆశ్చర్యకరమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు: ఇది ఉపరితలాలకు అటాచ్ చేసే సామర్థ్యాన్ని అడ్డుకోవడం ద్వారా బయోఫిల్మ్ అభివృద్ధికి అంతరాయం కలిగిస్తుంది.
వైద్య సెట్టింగ్లలో, బయోఫిల్మ్లు కాథెటర్లు, స్టెంట్లు లేదా ఇంప్లాంట్లు వంటి పరికరాలపై పెరుగుతాయి, బయోఫిల్మ్లలోని సూక్ష్మజీవులు యాంటీబయాటిక్లకు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉన్నందున ఇన్ఫెక్షన్లకు చికిత్స చేయడం కష్టతరం చేస్తుంది. పారిశ్రామిక సందర్భాలలో, అవి పైపులను మూసుకుపోతాయి, ఆహార ప్రాసెసింగ్ పరికరాలను కలుషితం చేస్తాయి మరియు తుప్పుకు కారణమవుతాయి.
“బయోఫిల్మ్ అభివృద్ధి యొక్క ప్రారంభ దశలను నివారించడం ద్వారా, ఈ అణువు శుభ్రమైన ఉపరితలాలపై ఆధారపడే ఏదైనా పరిశ్రమలలో ఫలితాలను మెరుగుపరచడానికి నిజమైన సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది” అని దేహేష్ చెప్పారు.
బయోఫిల్మ్ దీక్షలో కీలకమైన దశ అయిన ఉపరితలాలకు తమను తాము ఎంకరేజ్ చేసుకోవడానికి ఫింబ్రియా అని పిలువబడే వెంట్రుక లాంటి నిర్మాణాలపై బ్యాక్టీరియా ఆధారపడుతుంది. ఫింబ్రియా వైద్యపరమైన ఇంప్లాంట్లు, పైపులు లేదా దంతాల మీదకి బాక్టీరియా బంధించడంలో సహాయపడుతుంది, అక్కడ అవి యాంటీబయాటిక్స్ మరియు క్లీనింగ్ ఏజెంట్ల నుండి రక్షించే రక్షిత మాతృకను స్రవిస్తాయి. ఫైంబ్రియా లేకుండా, బయోఫిల్మ్ నిర్మాణం ప్రారంభం కాదు.
“బయోఫిల్మ్లు బ్యాక్టీరియాకు కోటలు లాంటివి” అని యుసిఆర్ ప్రాజెక్ట్ శాస్త్రవేత్త మరియు పేపర్ యొక్క మొదటి రచయిత జింగ్జె గువో అన్నారు. “అటాచ్మెంట్ యొక్క ప్రారంభ దశకు అంతరాయం కలిగించడం ద్వారా, MEcPP తప్పనిసరిగా ఈ కోటలను స్థాపించే బ్యాక్టీరియా సామర్థ్యాన్ని నిరాయుధులను చేస్తుంది.”
9,000 కంటే ఎక్కువ బ్యాక్టీరియా మార్పుచెందగలవారి జన్యు పరీక్షల ద్వారా, పరిశోధనా బృందం అనే కీలక జన్యువును గుర్తించింది fimEఇది ఫింబ్రియా ఉత్పత్తికి “ఆఫ్ స్విచ్” వలె పనిచేస్తుంది. MEcPP ఈ జన్యువు యొక్క కార్యాచరణను పెంచుతుంది మరియు వ్యక్తీకరణను పెంచుతుంది fimE. ఇది, బాక్టీరియా ఫైంబ్రియాను ఉత్పత్తి చేయకుండా మరియు బయోఫిల్మ్లను ఏర్పరచకుండా నిరోధిస్తుంది.
“మా ఆవిష్కరణ విస్తృత శ్రేణి పరిశ్రమలలో బయోఫిల్మ్ నివారణ వ్యూహాలను ప్రేరేపిస్తుంది” అని గువో చెప్పారు. “క్లీనర్ వాటర్ సిస్టమ్స్ నుండి మెరుగైన దంత సంరక్షణ ఉత్పత్తుల వరకు, అవకాశాలు అపారమైనవి.”
బయోఫిల్మ్లు వైద్యపరమైన సమస్య మాత్రమే కాకుండా పారిశ్రామిక సెట్టింగ్లలో ఖరీదైన సమస్య కూడా. అవి అడ్డుపడే పైప్లైన్లు, తుప్పుపట్టిన యంత్రాలు మరియు ఫుడ్ ప్రాసెసింగ్ సౌకర్యాలలో కాలుష్యానికి దోహదం చేస్తాయి. బయోఫిల్మ్లను నిర్వహించడానికి సాంప్రదాయ పద్ధతులు తరచుగా కఠినమైన రసాయనాలు లేదా ఖరీదైన చికిత్సలపై ఆధారపడతాయి, ఇవి పర్యావరణానికి హానికరం లేదా బ్యాక్టీరియా స్వీకరించడం వల్ల కాలక్రమేణా పనికిరావు.
“ఈ అధ్యయనం మొక్కల జీవశాస్త్రం మరియు మైక్రోబయాలజీ మధ్య ఊహించని సంబంధాలకు నిదర్శనం” అని గువో చెప్పారు. “ఒత్తిడిని సూచించడానికి మొక్కలు ఉపయోగించే అణువు ఒక రోజు బ్యాక్టీరియా బెదిరింపులను ఎదుర్కోవడంలో మానవులకు సహాయపడుతుందని భావించడం థ్రిల్లింగ్గా ఉంది.”
