Yong Wang, profesor asistente de física, y la estudiante de posgrado Asmaa Sadoon han estado estudiando cómo las moléculas viajan a través del citoplasma bacteriano para comprender mejor cómo funcionan estos pequeños organismos. Usando nuevas herramientas de alta tecnología, han podido observar ciertos procesos dentro de bacterias vivas por primera vez. Publicaron sus resultados en la revista Revisión física E .

Los investigadores utilizaron una combinación de microscopía de fluorescencia de superresolución y una técnica llamada seguimiento de una sola partícula para estudiar cómo un tipo de proteína llamada H-NS se mueve a través del citoplasma de las células de E. coli. Los investigadores eligieron esta proteína porque interactúa tanto con proteínas como con ADN, y ayuda a regular la expresión génica en las bacterias. Comprender la expresión de genes bacterianos podría conducir a nuevas técnicas para mitigar la resistencia bacteriana a los antibióticos.

En este estudio, los investigadores obtuvieron nueva información sobre esta proteína, y sobre las propiedades del citoplasma bacteriano. Wang describe el citoplasma como "una sopa espesa de proteínas, ADN y varias otras moléculas ". Dado que las bacterias no tienen sistemas de transporte, como los sistemas digestivo o circulatorio, dependen de la difusión de moléculas a través de esta sopa para los procesos que las mantienen con vida.

Al rastrear el movimiento de H-NS a través del citoplasma de E. coli, los investigadores pudieron calcular la viscoelasticidad del citoplasma. Descubrieron que la "sopa" bacteriana no se comporta de la misma manera que lo hace una solución de proteína homogénea.

Investigación previa, que utilizaron soluciones homogéneas estudiadas in vitro, observó que en estas soluciones, tanto la elasticidad como la viscosidad disminuyeron con el tiempo. En otras palabras, las soluciones se volvieron más delgadas y más suaves. En bacterias reales, sin embargo, Wang y Sadoon observaron que, después de una cierta escala de tiempo, la viscosidad, o espesor, del citoplasma se aplana, por lo que el citoplasma bacteriano se vuelve más suave sin adelgazar.

"Se espera que nuestros hallazgos cambien fundamentalmente la forma en que se ve el citoplasma bacteriano, "Los investigadores explicaron en el documento." A diferencia de un fluido viscoso o viscoelástico simple que los modelos actuales de procesos bacterianos suelen considerar, el citoplasma bacteriano se comporta de manera diferente en diferentes escalas de tiempo en términos de propiedades mecánicas, que se espera que impacte varias interacciones entre moléculas pequeñas, proteínas y moléculas de ADN / ARN dentro de las bacterias, así como interacciones bacterianas con otras especies, como los bacteriófagos ".