Bakterie rozmawiają !
0
pożyteczne pakterie probiolife

Konferencje TED (nazwa pochodzi od słów: Technology, Entertainment, Design), a dokładniej nagrywane na nich wykłady  są znane i oglądane na całym świecie. Ich streszczona, intrygująca formuła, a także niezwykli wykładowcy sprawiają, że zarejestrowane na nich filmiki biją rekordy popularności.

Na jednym z nich, w lutym 2009 roku amerykańska biolog molekularna Bonnie Lynn Bassler w 20 minutowej prezentacji przedstawiła szokujące odkrycie, które opiszę poniżej.

Bakterie zamieszkują Ziemię najdłużej ze wszystkich organizmów, wyglądają i rozmnażają się w ten sam sposób, rosną i dzielą się na okrągło. Podwajają swój rozmiar konsumując ze środowiska wartości odżywcze, a ponieważ posiadają pojedynczą cząsteczkę DNA, po powiększeniu swojego rozmiaru dzielą się na pół i tak w koło od miliardów lat.  Człowiek zbudowany jest z ok. 1 tryliona komórek ludzkich, z ok. 10 trylionów komórek bakteryjnych  i z DNA. To wszystko w kolejności stanowi to kim jesteśmy i co jesteśmy w stanie zrobić, co mamy wewnątrz i na zewnątrz ciała oraz to jakie nabyliśmy cechy z kodu genetycznego.

Podsumowując, nasz organizm w znacznym stopniu ma najwięcej genów bakteryjnych! Te jednokomórkowce towarzyszą nam non stop, w obrazowej formie zbroi, która broni przed zagrożeniami środowiskowymi i utrzymuje nas w dobrej kondycji.

Jak to się dzieje?

W jaki sposób te widoczne jedynie pod mikroskopem organizmy dbają o nasz system odpornościowy  i o wszystkie niewiarygodne rzeczy,  dzięki którym możemy cieszyć się długim  i zdrowym życiem?

Czy bakterie są w stanie się między sobą komunikować?

Profesor Bonnie Bassler ze swoją ekipą w Princeton University  postanowiła znaleźć odpowiedzi na te pytania. Na początku ich pracy wydawało im się, że bakterie są zbyt małe by mogły mieć jakikolwiek wpływ na środowisko. Wskazówką do poszukiwań stała się morska, niegroźna bakteria- Vibrio fischerik, z zaskakującymi zdolnościami do bioluminescencji (nazwa gr.- łac. oznacza świecenie żywych organizmów).

Tak samo jak w przypadku świetlików, czyli bez ingerencji człowieka. Interesujący dla naukowców stał się fakt kiedy bakterie je wytwarzają, ponieważ przy próbach analiz odkryli, że pojedyncze nie emanują światła. Natomiast już rozrośnięte do pewnej liczby komórek bakterie oceaniczne, świeciły jednocześnie. I powstało kolejne pytanie bez odpowiedzi- „w jaki sposób te prymitywne organizmy, odróżniają sytuacje, w których są same, od tych, w których są w społeczności, a potem wszystkie robią coś razem?” Drogą prób i poszukiwań, amerykańska biolog ze swoimi ludźmi doszła do wniosku, że bakterie osiągają to rozmawiając między sobą za pomocą języka chemicznego.

Jak to opisać w najprostszy sposób?

Wyobraźmy sobie pojedynczą komórkę bakteryjną, która jak już wiemy nie wytwarza światła, ale zamiast niego wytwarza i wydziela małe molekuły. W momencie, gdy bakteria jest sama takie molekuły odpływają, a światła nie ma. Natomiast kiedy rośnie i dzieli się, więc wszystkie bakterie wytwarzają i wydzielają molekuły to dochodzi do sytuacji, w której „bakterie rozpoznają tą molekułę i wszystkie synchronicznie emitują światło”. Dzięki eksperymentowi z hawajską kałamarnicą Euprymna scolopes, której symbioza z Vibrio fischeri, nadała jej miano niewykrywalnego bombowca oceanu, naukowcy odkryli, że nie jest to wymysł tylko tej bakterii lecz system wielu, dzięki czemu jest pewne, że wszystkie bakterie się komunikują.

Reasumując bakterie „wytwarzają chemiczne słowa, rozpoznają je i uaktywniają grupowe zachowania, skuteczne tylko gdy wszystkie komórki biorą w nich jednolity udział”. Fachowo zostało to określone jako ”quorum sensing” czyli mechanizm wyczuwania liczebności. Badacze podkreślają, że wiadome jest istnienie setek typów zachowań bakterii, które są realizowane zespołowo. Człowiek obawia się tej zdolności, która wywołuje choroby.

B. Bassler mówi: „To nie jest tak, że para bakterii dostaje się do was i zaczynają wydzielać jakieś toksyny -jesteście olbrzymi, to nie miałoby wpływu na was. Jesteście ogromni. Wiemy już teraz, że to co robią, to: dostają się do was, czekają, zaczynają rozmnażać się, liczą się za pomocą tych małych molekuł i rozpoznają moment odpowiedniej liczby komórek, która mówi im, że jeśli wszystkie razem rozpoczną atak wirulencji (zdolność wniknięcia, rozmnożenia/namnożenia się)to odniosą sukces w opanowaniu ogromnego żywiciela. Bakterie zawsze kontrolują patogeniczność wyczuwając ich liczebność. Tak to działa”.

Po przyjrzeniu się dokładniej molekułom, uczeni wyjawili różnicę, otóż lewa ich część jest taka sama dla wszystkich gatunków bakterii, za to prawa jest trochę  inna dla każdego z gatunków, a zadaniem prawej części jest nadanie niepowtarzalnej specyfikacji gatunkowej tym językom. Do każdej molekuły dopasowany jest receptor jej partnera i co ważne do żadnego innego! Można więc uznać to, za tajne rozmowy, które służą do komunikacji wewnątrzgatunkowej. A także stwierdzić, że bakterie działają w społecznościach, w niesamowitych mieszankach, z setkami tysięcy innych gatunków bakterii.

Kolejnym nadzwyczajnym osiągnięciem grupy badaczy ze stanu New Jersey, na poziomie biologii molekularnej stało się odkrycie wielojęzyczności bakterii, które mają niepowtarzalny dla każdego gatunku system. Pierwszy to posiadanie molekuły „ja”, drugi równoległy, to język handlowy, taki enzym wysyłający  sygnał i posiadający własny receptor. W następstwie oznacza to, że bakterie liczą siebie i innych z otoczenia, co dalej powoduje, że podejmują decyzję o zadaniu do wykonania mając na uwadze większość i mniejszość danej populacji. Bez wątpienia bakterie inicjują choroby, ponieważ rozmawiają ze sobą za pomocą języka chemicznego, a co by było gdyby nie mogły się komunikować? Teraźniejsze bakterie są bardzo odporne na antybiotyki, zabijając je lekami stwarzamy ich zmutowane, trwalsze wersje. A może, idąc myślą za ekspertami udałoby się zmodyfikować zachowanie  bakterii tak, że przestałyby się porozumiewać, liczyć i nie wiedziałyby kiedy zaatakować? A wtedy nastałby czas nowych  przeciwdziałających bakteriom antybiotyków.  Naukowcy Ci uważają, że „to bakterie wyznaczyły zasady działania organizacji wielocząsteczkowej”. Wierzą, że jeżeli poznają zasady działania i obowiązujące prawa jednokomórkowców to pojawi się szansa na zastosowanie ich przy chorobach i zachowaniach ludzkich.

Na zakończenie swojego przemówienia Bonnie Lynn Bassler, powiedziała: „Końcowym wnioskiem jest to by stale powtarzać, że istnieje praktyczna strona i dlatego stworzyliśmy molekuły anty “quorum sensing”, które są rozwijane jako nowe środki terapeutyczne. Ale żeby zakończyć reklamą dla wszystkich pożytecznych i cudownych bakterii żyjących na Ziemi stworzyliśmy także molekuły pro „quorum sensing”. A więc dobraliśmy się do systemów usprawniających pracę molekuł. Pamiętajcie, że macie na sobie lub w sobie 10 razy więcej komórek bakterii, utrzymujących wasze zdrowie. Staramy się także wzmocnić rozmowy bakterii, które żyją w symbiozie z wami, mając nadzieję, że dzięki temu będziecie zdrowsi, jeśli ich rozmowy będą lepsze, tak żeby bakterie mogły robić to co chcemy żeby robiły lepiej niż w pojedynkę”.  

Dziękujemy za tak ważną dla ludzkości pracę i życzymy kolejnych sukcesów!

 

0

TOP

X