Colonia bacteriei Paenibacillus vortex
Premiul din acest an în domeniul științelor vieții a primit biologi moleculara americani Bonnie Bassler si Everett Peter Greenberg „pentru descoperirea“ cvorum sensing „- capacitatea bacteriilor de a comunica și coordona comportamentul unele cu altele, care oferă noi modalități de combatere a agenților patogeni bacterieni și modulare Microbiome pentru medicale goluri ".
Oamenii de stiinta de mult timp nu au presupus ca creaturi cum ar fi bacteriile sunt in masura sa comunice cumva unul cu celalalt si sa coordoneze actiunile comune. Sensul de sensibilizare a cvorumului le permite să realizeze acest lucru. Mecanismul acestui fenomen este că, cu ajutorul substanțelor eliberate în mediu, bacteriile pot determina cât de multe dintre rudele lor sunt în apropiere. Atunci când există o mulțime de bacterii, concentrația substanței semnal crește și, ca rezultat, toate bacteriile își schimbă simultan comportamentul într-un anumit mod. La nivel molecular, acest lucru este asigurat de faptul că, atunci când se atinge concentrația prag a substanței semnal, activitatea unei anumite gene crește semnificativ în bacterii. Acest principiu aparent simplu permite bacteriilor să reacționeze la modificările condițiilor externe, nu ca entități separate, ci ca celule ale unui singur organism. Un sentiment de cvorum permite bacteriilor să supraviețuiască unui deficit de nutrienți, pentru a rezista bacteriilor-concurenți și a toxinelor periculoase. Bacteriile patogene își coordonează eforturile de a infecta organismul gazdă pentru a rezista sistemului imunitar.
Uneori, într-un sens mai larg, termenul "sens cvorum" este folosit pentru a descrie comportamentul altor organisme: insecte sau chiar vertebrate. Sau chiar încercați să creați roboți cu această abilitate. Schema rămâne aceeași: când se atinge o anumită densitate a colectivului, comportamentul membrilor săi este coordonat.
Este cunoscut, de exemplu, cel al larvelor de salcâm se poate dezvolta forma sedentare sau migratoare acestei insecte, în funcție de cât de mult sau puțin din larve este în acest loc. De asemenea, sensul cvorumului furnizat de comunicarea vizuală joacă un rol în viața coloniilor de insecte sociale. Fiecare apicultor știe că, atunci când populația din stup devine prea mare, este de așteptat roire. În stup va fi o nouă regină, iar unele albine cu regina vechi se va lăsa să se stabilească într-un loc nou. Roy emis de stup de albine se află undeva pe copac sau pe o bordură de construcție și cercetași de albine încep să caute un loc bun pentru o casă nouă. Apiary, de regulă, în acest moment se execută un apicultor, un roi spulbere toate într-o geantă specială și poartă-l într-un stup gol de pre-preparată. Dacă albinele trebuie să ia o decizie, așa este cazul. Albinele care au dovedit adecvate pentru soluționarea cavității (peștera în munți, o nișă în clădire, spațiul de sub panourile de acoperiș), a reveni la locul în care se află roi, și începe să utilizați dans de albine, adaptat pentru a indica direcția să agite celelalte albine să-l zboare acolo. Unele albine "se agită" și vizitează locul ales. Când sa întors, toate executa dansul din nou, până când ajunge la o valoare de prag, iar întregul roi se desprinde de la locul, și nu merge la o nouă reședință. Au demonstrat experimente. că în acest fel roi de albine este capabil să aleagă cel mai bun nou cuib de la patru la cinci oferite. În mod similar, să definească locul pentru noua furnica în cazul distrugerii speciilor de furnici vechi albipennis Temnothorax.
Dar vom reveni la sensul cvorumului de bacterii. Pentru aceste creaturi a fost descoperită prima dată și au fost studiate cel mai bine. Comunicarea în bacterii, amintim, modificările chimice ale comportamentului sunt obținute prin reacția la concentrația unei anumite substanțe. Unul dintre primele studii privind sentimentele de cvorum a fost făcut pe bacteriile Aliivibrio fischeri. Acestea sunt bacterii luminoase marine care pot trăi liber în apă și pot trăi în corpul de squid (Euprymna scolopes). Bacteriile care trăiesc separat nu strălucesc, dar dacă trăiesc în anumite organe de calmar - fotofori, încep să strălucească. "Felinarul" de calmar este în cavitatea mantalei, în care sunt create în special condiții favorabile pentru viața bacteriilor. Deoarece bacteriile se acumulează foarte mult într-un volum mic, concentrația substanței eliberate de ele crește (acil-homoserină-lactonă, AHL). Receptorii bacterieni răspund la concentrația crescută de AHL, gena care codifică enzima luciferază este activată și bacteriile încep să strălucească.
Desigur, bacteriile au alte substanțe care oferă un sentiment de cvorum. De exemplu, autoinducția-2 (autoinductor-2, AI-2). Acesta este utilizat de aproximativ 30 de specii de bacterii, incluzând, de exemplu, E. coli. În unele bacterii, rolul substanțelor de semnalizare este jucat de amine biogene, substanțe care acționează ca hormoni și neurotransmițători în animale multicelulare. Este posibil ca, în apariția unor organisme multicelulare, interacțiunea dintre celule individuale a început să furnizeze aceleași mecanisme care au fost responsabile de sensul cvorumului strămoșilor lor unicelari.
Înțelegerea mecanismelor responsabile de detectare cvorum în bacterii patogene, aceasta permite oamenilor să inventeze noi metode de control al bolii, cum ar fi găsirea unui mod de a distruge substanța de semnal și pentru a preveni activarea bacteriilor. Cu toate acestea, în natură, aceste metode au fost inventate mult mai devreme. Sa constatat, de exemplu, alga australian Delisea Pulchra combate decontează pe coloniile sale de suprafata de bacterii liquefaciens Serratia, eliberând o substanță care inhibă cvorum senzori.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: