Hacks se ne sviđa, čak i među jednoćelijskih

Njegova plavkasto sjaj lignje vezan bakterije živem photophores (svjetlosnog tijela) na svojoj koži. S obzirom na činjenicu da su članovi kolonije su u stanju kolektivnog ponašanja, intenzitet zračenja ne ovisi o broju bakterija. Foto: William Ormerod / ljubaznošću Margaret McFall-Ngai / UW-Madison University Communications


Čini se da je za to vrijeme da ljudi studiraju bakterije, ovi mikroorganizmi naučnici otkrili sve njihove tajne - jer nema mnogo možete sakriti pod mikroskopom objektiva. Do nedavno, bakterije su viđeni kao jednostavna, primitivna stvorenja, što je dovelo monoton, dosadan život. Prema francuskom genetičar François Jacob (Fran OIS Jacob), Jedina svrha postojanja bakterija - je grubo proizvodi vlastite vrste. Nedavne studije, međutim, pokazuju da je život bakterija se mnogo više zasićenih. Oni komuniciraju jedni s drugima, "seks", pa čak i spojene u grupama i protestira zbog nas, ljudi.

kvorumske

Prva otkrića je došlo u ranim 60-ih godina u oblasti društvenog života, i došao do kolonije bakterija sija bakterije Vibrio fischeri. Ove bakterije koloniziraju tijelo sipe, koji žive u plićaku oko Havajima. Tokom toplog dana odmara lignje, zakopan u pijesak na morskom dnu, a noću u lov. Na mjesečini, tamne tijelo lignje postaje uočljiv na predatore, ali bakterije koje pokrivaju kožu lignje, proizvesti plavičasto sjaj, kao mjesečina. To je neka vrsta maska.

Mikrobiolog Woodland Hastings (Vlasnici Hastings) Vidio sam neverovatna stvar. Colonia Vibrio fischeri u zidovima laboratorije udvostručila svoj broj svakih dvadeset minuta, ali je broj blistave pigmenta - luciferaze - Ostani na nivou posao za mnoge sate. Dakle, intenzitet svjetlosti ne ovisi o broju. Tek kada je bakterija kolonija raste prevelika, iznos luciferaze počela rasti slaba.

Kako bakterije znamo koliko proizvoditi pigment? Naučnici postalo je očigledno da bakterije mogu procijeniti broj članova kolonije, i djelovati na to. To je sposobnost bakterija da djeluju kolektivno nazivaju "kvorumske" (kvorumske). Dr. Hastings potcjenjivati ​​njegovo otkriće, smatrajući da "kvorumske" pripada samo morske bakterije, može samo da Vibrio fischeri. Hastings student Kenneth Nielson (kenneth Nealson) Pokušao je nekoliko puta da objavi rad u znanstvenim časopisima u mikrobiologiji, gdje je pisao o komunikaciji između bakterija Vibrio fischeri. Publikacija je odbio jer je mislio da bakterije nisu socijalni.

Danas, međutim, proučavanje svijeta bakterija nije bez istraživanja u međustaničnu komunikaciju, a termin "kvorumske" je postao jedan od temeljnih koncepata moderne mikrobiologije.



Na fotografiji mikrografovi sakupljanje bakterija Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) na botriomikoze. Foto: CDC / Dr. Lucille K. George



Prema tome, za bakterije Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa) izazivaju zarazne bolesti kod ljudi, to je pokazao sposobnost da se poveže zajednice - biofilm. Kod ljudi, bakterije su izloženi napadima od strane ćelije imunog sistema - belih krvnih zrnaca. Pronalaženje aproksimaciju belih krvnih zrnaca, bakterije šalje signal upozorenja rodbine i zajedno počnu proizvode više ramnolipidov, koji su priključeni na površinu biofilma i uništiti leukocita. Kao rezultat toga, kolonija je zaštićena.

Isti fenomen je osnova bakterijske rezistencije na antibiotike, kao i patogenezi fatalne bakterijskih bolesti. Dakle, stafilokoka (Staphylococcus aureus) napada tijelo nije u redu, jer je proizvodnja toksina samo nekoliko ćelija će pokrenuti jak imuni odgovor. Očigledno, ima smisla čekati dok se broj bakterija će značajno rasti, a zatim pokrenuti napad. U ovoj situaciji, ljudski imunološki sistem ne može da suzbije bakterijski napad i razvijaju opasne infekcije kože, mekih tkiva, kostiju i zglobova.

Otkriće bakterijske komunikacije dozvoljeno da preispita ne samo osnove mikrobiologije, ali i gleda na evoluciju života. S obzirom da bakterije su bile prve stvorenja napale Zemlju, postaje jasno da društvene komunikacije ne nastaju u toku evolucije živih bića u kasnijim fazama, služio je kao temelj za uspješan razvoj života na našoj planeti.

Kako to rade?

Međustaničnu signalizaciju u bakterija je sada predmet intenzivnih istraživanja, jer ako naučite da razume "jezik" bakterija, moguće je kroćenje mnogih bolesti. Za novu razmjena znanja je redovno Specijalizirani konferencija o bakterijskim međućelijski signalizacije.

Signalnih molekula u bakterije kemikalija. U stvari, to je prototip alarm feromona kod ljudi.

Profesor molekularne biologije Bonnie Bassler (bonnie Bassler) Da li je uvršten među svjetskim liderima u oblasti bakterijske komunikacije. Proučava komunikacija kolere (Vibrio cholerae). U divljini, kolere Vibrio se nalazi u organima vode, i ljudsko gastrointestinalnog trakta pruža alternativu ugodno okruženje.

Svaka bakterijske ćelije signalnih molekula proizvedena - autoinducers (CAI-1 i AI-2). Receptora na površini bakterijske ćelije su u stanju da vide prisustvo autoinducer. Na autoinducers niske gustoće populacije nedovoljno, i kao rezultat toga, aktivnost određenog gena hapR niska. Takva država omogućava kolere da aktivno povećanje stanovništva i formira biofilm (biofilm). Na veliki broj ćelija autoinducers koncentracija povećava, što pojačava izraz hapR gena i dovodi do stvaranja enzima - hemaglutinina proteaze. Ovaj enzim pomaže pojedinačne ćelije za izlazak iz biofilma mogu lako napustiti tijelo, a osoba postaje torbar infekcije.



Oralni mikroflore normalno predstavljeni različitih vrsta bakterija. Karijesa, paradentoze i drugih bolesti nastaju kada poremećena mikrobiološke ravnoteže. Fotografije (Creative Commons licenca): Sherman Tan


Zanimljivo, čak i unutar populacije bakterijskih ćelija, postoje neki pojedinci koji su "kao freebie." Ove ćelije su dio zajednice, pa uživajte sve privilegije, međutim, ne doprinose zajedničkom cilju. Mikrobiolog Martin Schuster (martin Schuster) Na Oregon State University (Oregon State University) Pokazala je da je prisustvo u populaciji "slobodnjake" može biti prava tragedija. Uspješan razvoj i komunikaciju bakterija Pseudomonas aeruginosa neophodne hranljive podloge bogata ugljen. Nakon stotine generacija bakterija među njima je grupa "amatera freebies" koji ne odgovaraju na uobičajenu eksternih signala. U seriji odvojenih eksperimenata sa povećanjem broja "hacks", primetio usporavanje u bakterijske populacije. Navodno, u divljini, postoje specifični mehanizmi koji omogućavaju da kontrolišete reprodukciju "hakova", a time i zaštitu stanovništva u cjelini.

Komunikacija u bakterija višestruki. To je kao kompleksan kao odnos između država. Jedan od najzanimljivijih i jedinstvene primjere - simbioza korisnih bakterija u ustima ljudskih patogena koji uzrokuju loš miris i propadanje zuba. Mikroflore usne šupljine ljudsko mora da pet stotina vrsta bakterija. Razvoj generacija bakterija određuje učestalost dnevno oralne procedure higijene. Osim toga, svaki član zajednice bi trebao biti u mogućnosti da "nas" razlikuju od "autsajdera" da razumiju što bioloških signala potiču iz sličnih bakterija, a koji su irelevantni i treba se ignorirati. Kao zajednica, svaki tip bakterija mora odrediti njegovu veličinu i odgovoriti na promjenu vanjski faktori. Ako se poremeti podešenu ravnotežu, to rezultira u razvoju oralnih bolesti.

Intrigantna Rezultati su pokazali grupa naučnika sa Univerziteta u Birminghamu (University of Birmingham). Jan Kreft (Jan Kreft) i njegove kolege koristili matematički model je pokazala da je koncentracija autoinducer materija nije isti u bakterijske populacije. Tu bakterijske klastera, koji su okruženi većom koncentracijom autoinducer od susjednih ćelija. Deagle mikrobiolog Steve (Steve Diggle) uspješno razvili ovu ideju pokazujući da bakterije u susjedstvu, često imaju zajedničkog pretka, pa su srodnici iste porodice. Utvrđeno je da u vezi ćelije imaju slične osjetljivost prag autoinducer koja se razlikuje od drugih porodica. Dakle, bakterije porodica može doslovno "oglušiti" je ono što oni kažu susjedi.

Seks je dobar za zdravlje

Do nedavno, seks je smatran privilegija visoko organizovana stvorenja, dok su bakterije su trebali ramnozhalis samo jednostavne podjele na dva dijela, u dvije nove ćelije. Nobelovac Edward Tate (edward Tatum) Yale University (Yale University) Su pokazali da bakterija može isprazniti. Međutim, to se događa samo po potrebi. Tako, linija Escherichia coli bakterije (Escherichia coli), obično naseljava ljudska crijeva je bio izložen X-zrakama. Ovo zračenje uništava DNK i izaziva mutacije sa teškim posljedicama. Kao rezultat toga, uspjeli izolirati dvije grupe bakterija.

Jedan od njih nije mogao sintetizirati vitamine neophodne za život, u drugom poteškoća pod nazivom sintezu esencijalnih aminokiselina. Nakon miješanja dva ćelije grupe uspio potpuno normalna osoba. Ispostavilo se da je "neispravan" bakterija pripojena eliminirati mutacije i zdravog genetskog materijala posuditi jedni od drugih. Ovaj transfer gena između vršnjaka pojedinaca zove horizontalni prijenos gena.




U dvije grupe neispravan bakterija Escherichia coli (E. coli), okrenuo zdravom bakterija, dovoljno je da ima seks preciznije implementirati horizontalni prijenos gena. Foto: CDC / Nacionalni Escherichia, Shigella, Vibrio Referentni Jedinica na CDC


Horizontalni prijenos gena omogućuje bakterijama da se dobio od drugih grupa bakterija i možda višećelijske organizira evolutivne prednosti. Zaista, zašto izmišljati toplu vodu kada možete samo posuditi? Sustavnih istraživanja na Univerzitetu u Bath (University of Bath) Pokazuju da oko 25 od 900 gena, odgovoran za metabolizam bakterija Escherichia coli, dodao je preko horizontalnog transfera u zadnjih stotina miliona godina.

Prema istraživanju, ovi geni su pozajmili od vrlo blisko srodnih vrsta i Escherichia coli su pomogle da se bolje prilagode društveni život, da efikasno komunicira unutar stanovništva, a da prežive u lice opasnosti. Prema tome, s obzirom na horizontalni prijenos gena bakterije mogu steći otpornost na antibiotike.

Studija društvenog života bakterija omogućava naučnicima da shvatim kako ovi organizmi oduprijeti negativnim utjecajem okoline i kako upravljati da "tuku" potentan droge. To je jasno: da ih slabe i bespomoćne, osoba mora naučiti da se probije obveznice u ovom sindikatu štetočina.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani
Naučnici su vratili u život nove vrste bakterijaNaučnici su vratili u život nove vrste bakterija
Čovjek je 90% od mikrobaČovjek je 90% od mikroba
Nova metoda reagovanja mikroorganizamaNova metoda reagovanja mikroorganizama
Hijene šalju jedni drugima poruke koristeći mirisni mikroflore sinuseHijene šalju jedni drugima poruke koristeći mirisni mikroflore sinuse
U ljudskoj pljuvački pronašao novi oblik životaU ljudskoj pljuvački pronašao novi oblik života
Marine bakterije mogu pomoći da se riješi sinusitisMarine bakterije mogu pomoći da se riješi sinusitis
Yakut mamut će pomoći da se stvori eliksir mladostiYakut mamut će pomoći da se stvori eliksir mladosti
Da li postoje neke životinje koje nemaju usta ili stomak?Da li postoje neke životinje koje nemaju usta ili stomak?
Crevne bakterije su prisiljeni da se okupe u grupama od bubašvabaCrevne bakterije su prisiljeni da se okupe u grupama od bubašvaba
Vaš viška kilograma može biti kriv `` nepravilnye`` bakterijaVaš viška kilograma može biti kriv `` nepravilnye`` bakterija
» » Hacks se ne sviđa, čak i među jednoćelijskih