Биологи обманули коллективный разум бактерий

Обмен сигналами у бактерий не первый раз становится основой любопытных экспериментов, таких как синхронизирующиеся бактериальные часы и исследование коллективных решений бактерий (фото с сайта gizmag.com).

Перехватывая сообщения, которые одноклеточные посылают друг другу, можно подавить их агрессивность и снизить риск развития болезни. Путь к такой необычной методике открыли опыты учёных из университетов Крэнфилда (Cranfield University) и Кента (University of Kent), а также госпиталя Бедфорда (Bedford Hospital).
Речь идёт об ощущении кворума (quorum sensing), которое некоторые бактерии используют для изменения модели поведения, демонстрируя нечто вроде коллективного разума. 

Чувство кворума управляет многими процессами в мире бактерий, например их размножением при заражении организма, нападением на его клетки. Получая от собратьев сигнальные молекулы в количестве выше определённого порога, бактерия запускает транскрипцию ряда генов и становится активной.
Идея проста: нужно удалять из среды сигналы бактерий, тогда кворума не наступит и захватчики останутся пассивными. Учёные создали инертные, совместимые со средой в теле человека полимеры (signal molecule-sequestering polymer — SSP), обладающие высоким сродством к заданным химическим соединениям, а попросту — притягивающие к себе и захватывающие сигнальные молекулы.

Для проверки нескольких вариантов SSP биохимики использовали бактерии Vibrio fischeri, которые можно найти как в свободном плавании, так и в роли симбионтов — они присутствуют в клетках некоторых морских существ. У данных бактерий чувство кворума управляет биолюминесценцией: единичные клетки не светятся, но, собираясь в больших группах, они дружно запускают этот процесс.

 

Сопоставление эффективности разных версий SSP (иллюстрация Elena V. Piletska et al./Biomacromolecules).

Исследователи показали, что удачно подобранные полимеры хорошо перехватывают сигнальные молекулы и подавляют люминесценцию даже в "концентрированном" собрании Vibrio fischeri, при этом были исключены иные объяснения (токсичность полимера для бактерий или истощение питательных веществ).

По мнению авторов работы, SSP открывают дорогу новому направлению в фармацевтике, а также послужат прекрасным покрытием для катетеров и имплантатов (последние всегда вызывают риск размножения болезнетворных бактерий). В отличие от антибиотиков перехватывающие полимеры не атакуют сами бактерии, так что те просто не могут развить устойчивость к подобному препарату.

Источник: Мембрана.ру 

«Счастье дается только знающим. Чем больше знает человек, тем резче, тем сильнее он видит поэзию земли там, где ее никогда не найдет человек, обладающий скудными знаниями»

Константин Паустовский

Научный подход на Google Play

Файлы

Физика будущего

Дюжина лекций. Шесть попроще и шесть посложнее

Мозг и душа

Фольклор в Ветхом завете