Kiedy bakterie podają sobie rurki…

Nowa forma komunikacji u bakterii! Jedna z nich, Bacillus subtilis, właśnie została przyłapana in flagranti na bezpośredniej wymianie molekuł z jedną ze swoich sąsiadek, przy użyciu rodzaju mikroskopijnej rurki. Jest to wyjaśnienie dla przenoszenia zdolności odporności między bakteriami, które otwiera drogę do bardziej skutecznych terapii antybiotykowych.

Zdaniem biologów, bakterie miały do tej pory komunikować się jedynie poprzez wydzielanie w danym środowisku substancji chemicznych, czynników sygnalizacji, albo małych fragmentów DNA, plazmidów. Odpowiednio, wykrywane albo integrowane przez ich sąsiadki, molekuły te oraz fragmenty genomu pozwalają na skuteczną transmisję wiadomości albo nabycie nowych zdolności odpornościowych.

Wewnętrznie, mechanizm ten nie może być zbyt selektywny jeśli chodzi o docelowych odbiorców. Ale zespół z żydowskiego uniwersytetu w Jerozolimie wykazał, po raz pierwszy, że bardziej bezpośrednia i bardziej docelowa komunikacja również istnieje.

Zaznaczając u bakterii Bacillus subtilis molekuły poprzez fluoroscencję, profesor Sigal Ben-Yehuda oraz jego koledzy zauważyli, że mogły one przechodzić z jednego mikroorganizmu do drugiego.

Klasyczne zjawisko, ale droga użyta przez te molekuły, skoncetrowana, prosta i długa, wydawała się niekompatybilna z normalną dyfuzją danej substancji w środowisku, co zaalarmowało naukowców.

Rozwiązanie tajemnicy pokazało się dzięki obrazom w wielkim powiększeniu, przedstawiającym kolonię bakteryjną. Obrazy te zostały uzyskane pod mikroskopem elektronowym.

Podłączone bakterie

Badacze odkryli, zadziwieni, że wiele komórek było w rzeczywistości związanych ze sobą poprzez rodzaj włókien. Struktury rurowate, o kilkudziesięciu nanometrach średnicy na kilkaset nanometrów długości, są w rzeczywistości bardzo bliskie rurkom: wytwarzane przez jedną komórkę, biorą na siebie specyficzne przeprowadzenie do innej komórki molekuł niosących informacje, genetyczne albo chemiczne.

Jest to być może wyjaśnienie dla przedziwnych zjawisk obserwowanych w koloniach bakteryjnych morskich osadów. Mikrobiolodzy chcieli więc dowiedzieć się na ten temat nieco więcej: zaczęli więc hodować razem różne gatunki i tutaj znowu, pojawia się tworzenie przewodów i oraz wymiana molekuł między Bacillus subtilis i Staphylococcus aureus, tak samo jak i między Bacillus subtilis i Escherichia coli, które jednakże są bardzo dalekie od siebie w swojej ewolucji.

Przez to doświadczenie, badaczom udało się więc udowodnić istnienie międzygatunkowej i wewnątrzgatunkowej ukierunkowanej komunikacji u bakterii.

W kierunku nowych antybiotyków

Ustalając takie relacje, mikroorganizmy wymieniają między sobą i dzielą się niektórymi ze swoich zdolności. Czasami, nowy dar jest przechodni i niedziedziczny. Ale kiedy przechodzi on przez fragment DNA albo plazmid, może wzbogacić genom odbiorczyni i stać się nową zaletą przekazywaną następnym pokoleniom.

Historia dziedziczenie u mikrobów mogłaby się wydawać dość błaha, gdyby nie dotyczyła szczepów patogennych, modyfikujących swoją odporność na antybiotyki. To odkrycie więc jest ważne, ponieważ otwiera drogi do przyszłych prac, które będą musiały określić budowę oraz źródło tych połączeń.

Cel: opracowanie nowych innowacyjnych sposobów na zwalczanie odporności bakteryjnej, która zagraża każdego dnia coraz bardziej skuteczności aktualnych antybiotyków.