炭水化物のコーティングは、バイオフィルム形成亜種のバイオフィルム形成菌の接着を減少させます。

パイプやフードタンクにおける細菌バイオフィルムの成長は、産業に深刻な問題を引き起こします。医療用インプラントまたはカテーテルで成長するバイオフィルムは、深刻な感染を引き起こし、医療機器の機能を低下させる可能性があるため、非常に懸念があります。したがって、細菌の接着の予防 - 植民地化とバイオフィルム形成の最初のステップ - は非常に重要です。現在の研究には、表面特性の変化、アドヘシン生合成の予防、受容体類似体による阻害、または抗接着ワクチンの発生が含まれます。いくつかの異なる表面を並行してテストしながら、リアルタイムで高感度の細菌の接着を研究できる新しいアプローチを提示します。カンチレバーアレイ技術を使用して、金表面の単糖または二糖のコーティングにより、バイオフィルムを形成する細菌菌NCIB 3610の細菌接着がこれらの金表面に減少することを実証します。細菌の接着のこの減少は、研究された炭水化物とは無関係です。いくつかの変異株を使用して、基礎となる分子相互作用を調査し、結果を示唆しているのは、金表面への接着が、野生型株によって低レベルで発現される細菌細胞膜またはバイオフィルムマトリックスタンパク質のタンパク質に存在するチオール群によって媒介されることを示唆しています。さらに、我々のデータは、炭水化物でコーティングされた金表面へのB. subtilis ncib 3610の接着は、片持ち片炭水表面に設置された炭水化物とこの株によって発現する外糖糖の相互作用によって促進されることを示しています。細菌の接着を媒介する分子相互作用の一般的かつ具体的な貢献を理解することで、将来の予防が可能になります。

The growth of bacterial biofilms in pipes and food tanks causes severe problems in industry. Biofilms growing on medical implants or catheters are of great concern, as they can cause serious infections and decrease the functionality of the medical device. The prevention of bacterial adhesion--the first step in colonization and biofilm formation--is therefore very important. Current research comprises alterations in surface properties, the prevention of adhesin biosynthesis, inhibition with receptor analogs, or the development of anti-adhesive vaccines. We present a new approach that allows us to study bacterial adhesion with high sensitivity in real-time while testing several different surfaces in parallel. Using the cantilever-array technique we demonstrate that coating of gold surfaces with mono- or disaccharides results in a reduction of the bacterial adhesion of the biofilm-forming bacterium Bacillus subtilis NCIB 3610 to these gold surfaces. This reduction in bacterial adhesion is independent of the studied carbohydrate. Using several mutant strains, we investigate the underlying molecular interactions, and our results suggest that adhesion to gold surfaces is mediated by thiol groups present in proteins of the bacterial cell membrane or biofilm matrix proteins expressed at low levels by the wild-type strain. Furthermore, our data indicate that the adhesion of B. subtilis NCIB 3610 to carbohydrate-coated gold surfaces is facilitated by interactions between carbohydrates installed on the cantilever gold surface and an exopolysaccharide expressed by this strain. Understanding general and specific contributions of molecular interactions mediating bacterial adhesion will enable its prevention in the future.