БАКТЕРИИ. переводы бактерии. Бактериисамые древние живые организмы, возраст которых насчитывает 4 миллиарда лет. Поэтому вполне логично, что они развили способы общения
 Скачать 19.46 Kb.
|
|
Бактерии-самые древние живые организмы, возраст которых насчитывает 4 миллиарда лет. Поэтому вполне логично, что они развили способы общения. Тем не менее ученые только начинают исследовать секретные языки этих примитивных одноклеточных организмов, обильное количество которых составляет большую часть биомассы Земли и которые-в зависимости от вида — могут как вызывать, так и предотвращать болезни у растений, животных и людей. Одним из первых научных исследователей межклеточной бактериальной коммуникации является Принстонский университет микробиолог Бонни Басслер. Бывший сотрудник МакАртура представил обзор своей работы в Гарварде на этой неделе (23 февраля) в быстро развивающейся лекции, которую она назвала “Крошечные заговоры. ” Название основано на идее, что бактерии разговаривают друг с другом, чтобы действовать согласованно — разворачивая крошечные (клеточные) заговоры, которые могут нанести большой вред. Толпа, состоящая только из стоячих мест, набилась в Лекционный зал Биологических лабораторий для презентации, которая была частью Лекции в Серии научных исследований, спонсируемой Институтом перспективных исследований Рэдклиффа. “Я влюблена в бактерии”,-сказала Басслер в конце своей насыщенной фактами лекции и слайд-шоу, предназначенной для непрофессиональной аудитории. Отчасти это притяжение связано с цифрами. В человеческом теле насчитывается 1 триллион клеток, живущих рядом 10 триллионов бактерий. Эти кишащие массы одноклеточных рабочих вырабатывают витамины, питают пищеварительный тракт и укрепляют иммунную систему. Большинство из них делают “хорошие вещи для вас”, а некоторые “делают с вами плохие вещи”, - сказал Басслер. “Это не пассивные всадники.” В течение многих лет бактерии рассматривались как бесхитростные, асоциальные организмы, которые действовали, не зная друг друга. Но теперь мы знаем, что “бактерии разговаривают друг с другом, - сказала она, - и их язык химический.” Басслер проиллюстрировал бактериальную коммуникацию, начиная с Vibrio fischeri, морских бактерий, чья коммуникация проявляется в виде ярко - синего свечения. Они живут в симбиозе с кальмарами-бобтейлами на мелководье у побережья Гавайев, где лунный свет пробуждает бактериальную активность вовремя, чтобы ночной кальмар отправился на охоту. Освещая путь кальмара, есть две доли, которые заполняют подходящий момент для биолюминесцентных бактерий. В одиночку рассеянные по морю бактерии не могут сделать много света. Но они роятся триллионами в нужное время, чтобы осветить кальмара, доказывая ключ к бактериальной коммуникации. По сути, бактерии подсчитывают друг друга, сказал Бесслер. Они ждут, когда их массовое количество достигнет достаточно высокого уровня, чтобы вызвать биолюминесценцию. (Она приписывала Дж.Вудленду “Вуди” Гастингсу его раннюю работу над В. фишери. Он является профессором естественных наук Гарвардского университета Пола К. Мангельсдорфа.) Этот процесс химического подсчета называется “зондированием кворума” и позволяет бактериям синхронизировать свое поведение. Бактерии образуют гормоноподобную молекулу, которая в высоких концентрациях вызывает согласованные действия. В настоящее время существуют сотни примеров этих химических цепей, которые позволяют бактериям разговаривать с представителями одного и того же вида с “изысканной специфичностью", сказал Басслер. Сначала они спрашивают: “Сколько из меня [находятся] в окружающей среде?” Понимание “частного языка” бактериального вида важно, сказала она, поскольку контроль кворума контролирует патогенез. Бактериям нужны братья и сестры, чтобы действовать согласованно, собирая достаточно энергии, чтобы причинить вред. Личный язык бактерий зависит от системы "замок-ключ", в которой гормоноподобная молекула вписывается в рецептор в бактериальной клетке. Но бактерии также могут разговаривать с другими видами — они “многоязычны”, - сказал Басслер. Чтобы изучить этот навык параллельного общения, ее исследовательская группа использовала V. harveyi, биолюминесцентную морскую бактерию. В отличие от V. fischeri, он вынужден жить на свободе в море, где важно понимать язык других видов бактерий. Басслер обнаружила вторую, параллельную, чувствительную к кворуму систему-общий язык, который она назвала “торговым языком бактерий, бактериальным эсперанто".” Это позволяет бактериям опрашивать своих чужеродных соседей, которые не соответствуют сферам, стержням или спиралям своих местных видов. Бактерии задают второй вопрос: “Сколько меня, сколько их?” Ученые теперь думают, что многие бактерии обладают этой способностью к двойному языку. Один позволяет им считать братьев и сестер; другой позволяет им считать другие виды. Нарушение кода бактериальных языков может в один прекрасный день дать альтернативу традиционным антибиотикам, сказал Басслер. Если успешная инфекция требует, чтобы массы бактерий действовали согласованно, поиск нового способа воспрепятствовать этому “ ощущению кворума” может прервать инфекции до того, как они станут опасными. Она обнаружила, что широкий спектр “клинически значимых патогенов”, включая сибирскую язву и стафилококк, разделяют то, что она называет геном LuxS, необходимым для вирулентности. Снижение эффективности традиционных антибиотиков является “глобально важной проблемой”, сказал Басслер. Один альтернатива, основанная на модификации поведения бактерий, будет приветствоваться. Она ищет молекулы, которые, по сути, отключили бы способность бактерий видеть или слышать. Ее лаборатория выделила две молекулы -кандидата, которые, по-видимому, оказывают терапевтический эффект, блокируя патогенез у червей и мышей. Человеческие приложения еще не появились на горизонте. Помимо применения для лечения инфекции, Басслер сказал, что изучение бактериальных языков также может привести к лечению контактных линз, резервуаров для воды, упаковки мяса и других мест, где бактерии могут собираться и наносить вред. Знание большего о бактериальной коммуникации также может привести к способам укрепления защитных бактерий. “У нас есть все эти комменсальные бактерии, которые поддерживают наше здоровье”, - сказал Басслер. “Можем ли мы сделать [их разговоры] лучше?” |