A tudósok úgy találták, hogy néhány metanogén baktérium valamilyen biológiai vezetékben kapcsolódhat egymáshoz, és valamilyen kapcsolatot létesíthet, hasonlóan ahhoz, ahogyan az idegsejtek információt cserélnek egymással az állatok agyában - állítja a Nature folyóiratban megjelent cikk.
„Felfedezésünk nemcsak megváltoztatja a baktériumokkal kapcsolatos megértésünket, hanem azt is, hogyan képzeljük el az agyunkat. Minden érzékelésünk, érzelmeink és intelligenciánk abból fakad, hogy az agysejtek kicserélik az ioncsatornák által kiváltott elektromos jeleket. Megállapítottuk, hogy a baktériumok ugyanazokat a csatornákat és elektromos jeleket használják a kellemetlen környezetből való együttjutáshoz”- mondta Guerol Sueel a kaliforniai egyetemen, San Diego, USA.
Suel és kollégái arra a következtetésre jutottak, hogy megpróbálták feltárni egy szokatlan titkot a sűrű kolóniákban egyesülő nagy baktérium közösségek életéből - több százezer egyedi mikrobának "filmjei" -, hogy a külső környezettel nem érintkező struktúrák központjában lévő szervezetek hogyan tudnak fennmaradni.
Az ilyen filmek életét megfigyelve a tudósok rájöttek, hogy a film felületén lévő sejtek, amelyeknek korlátlan hozzáférésük van az ételhez, időnként lehetővé teszik, hogy a kolónia belseje lélegezzen. Megállítják a növekedést, lehetővé téve a tápanyagok behatolását a kolónia mélységébe, és a filmben lévő mikrobák feltöltik az élelmiszerkészletet.
Az egymástól nagy távolságra elhelyezkedő baktériumok viselkedésének ilyen csodálatos szinkronizálása arra késztette a tudósokat, hogy hogyan tudnak kommunikálni egymással. Az ételek - a glutamát-molekulák - viselkedése a film belsejében történő mozgatásukban azt jelezte, hogy ez a baktérium "Internet" elektrokémiai jelek alapján működhet.
Ennek az ötletnek a vezetésével a cikk szerzői megmérték a feszültség változásait a baktériummembránok felületén és a tápközeg belsejében a mikrobák felszíni rétegének növekedése és nyugalom ideje alatt.
Kiderült, hogy a baktériummembrán feszültsége az időben ingadozik a mikrobiális növekedési ciklusokkal, ami megerősítette Xuel és munkatársai feltételezését. Ezeket az elektromos rezgéseket, amint a tudósok elmagyarázzák, ioncsatornák generálják a mikrobák héja felületén, szerkezetükben és alakjukban hasonlóak azokhoz az ionos "szivattyúkhoz", amelyek az agy idegsejtjeinek felszínén vannak.
Promóciós videó:
A bakteriális ioncsatornák hasonló módon működnek - szivattyúzzák a kálium-ionokat a sejtbe vagy a cellából, különbséget hozva a kálium- és a nátrium-ionok koncentrációjában, ami a mikrobának lehetővé teszi az elektromos impulzusok vezetését a felületén.
Ha ezeket a csatornákat és a hozzájuk kapcsolódó géneket eltávolítják, a baktériumok elveszítik a képességüket kommunikálni egymással, és a kolónia gyorsan szétesik, mivel a növekedési és nyugalmi hullámok nem képesek összehangolni.
Érdekes, hogy ez a jel, mondja Suelle, a mikrobiális film mentén terjed, ugyanúgy, mint a fájdalomimpulzusok az agyban a migrén megjelenésekor. A tudósok remélik, hogy a baktérium "agy" további vizsgálata segít megérteni, hogyan lehet leküzdeni ezeket a fejfájásokat.
Ezzel szemben a jelenlegi migrén gyógyszerek, amelyek gátolják az ilyen jelek továbbítását, elvileg alkalmazhatók a baktériumok kommunikációjának megzavarására. Ez segíthetne a kórházakban gyakran járványokat okozó antibiotikumokkal szemben rezisztens mikrobák kolóniáinak leküzdésében - vonják le a biológusok.