Bakterijske kamikaze

Mednarodna znanstvena skupina v novi raziskavi poroča o gibanju bakterij v smeri naraščanja koncentracije antibiotikov. Svoje izsledke je objavila v znanstveni reviji Nature Communications.

Bakterije v naravi pogosto rastejo v obliki kolonij, pritrjenih na trdno površino. Takšni biofilmi so mnogokrat podvrženi zunanjim vplivom, na primer različnim molekulam v okolici. Bakterije tako kot druga živa bitja tekmujejo za preživetje, in tako so med evolucijo razvile sposobnost odziva na dejavnike, ki jih ogrožajo. Taka sposobnost je denimo kemotaksa – sposobnost gibanja kot odziv na koncentracijo v okolici prisotnih molekul, denimo hranil ali toksinov. 

Bakterije se gibljejo na različne načine. Številni viri navajajo, da plavanje s pomočjo bička omogoča premikanje proti ugodnemu okolju ter stran od nevarnih pogojev. Manj je znano o kemotaksi na trdnih površinah, prav tako pa trenutno ni podatkov o kemotaksi kot odzivu na antibiotike. Raziskovalna skupina se je tako odločila preveriti, kako bi se bakterija Pseudomonas aeruginosa odzvala na naraščajočo koncentracijo različnih antibiotikov. Ta bakterija tvori biofilme, premika pa se s pomočjo pilusov, lasu podobnih izrastkov, s katerimi se oprime površine in potegne naprej. 

Raziskovalci in raziskovalke so najprej določili najnižjo koncentracijo različnih antibiotikov, ki že povzroči odmiranje bakterij. Nato so na napravo pritrjene bakterije izpostavili naraščajoči koncentraciji antibiotikov in opazovali smer bakterijskega gibanja. Na veliko presenečenje znanstvenikov in znanstvenic so se bakterije po približno petih urah začele gibati izrazito v smer naraščajoče koncentracije antibiotikov. Po drugi strani je bilo premikanje bakterij v okolju brez antibiotikov naključno. 

Znanstvena skupina je opravila številne kontrolne poskuse. Z njimi je pokazala, da gibanje bakterij v smeri višje koncentracije antibiotikov ni posledica sekundarnih dejavnikov, kot sta koncentracija hranil ali število celic na različnih delih naprave. Raziskovalci so nadalje preverili, ali so celice po potovanju v visoko koncentracijo antibiotikov še sposobne delitve. Bakterije so po kemotaksi v naraščajoči koncentraciji antibiotika izolirali in razmazali na sveže rastno gojišče brez antibiotika. Ugotovili so, da so celice viabilne v samem začetku kemotakse, kmalu po začetku gibanja, v višjih koncentracijah antibiotikov, pa so sposobnost delitve izgubile. Kljub nezmožnosti delitve pa so bakterije ohranile sposobnost izločanja toksičnih molekul, s katerimi vplivajo na rast organizmov v okolju.

Na koncu so raziskovalci bakterijo Pseudomonas aeruginosa izpostavili še naraščajoči koncentraciji toksičnih molekul, ki jih izločajo druge bakterije. Ugotovili so, da se tudi na tako okolje bakterije odzovejo s potovanjem v smer višje koncentracije toksičnih molekul. Znanstvena skupina domneva, da so bakterije med evolucijo razvile sposobnost samomorilskega napada, s katerim poskušajo uničiti njim nevarne organizme v okolju. Raziskava bi lahko pomagala tudi pri razumevanju antibiotičnega zdravljenja okužb z bakterijo Pseudomonas aeruginosa.

Kamikaze je opazoval Luka. 

Vir naslovne slike: https://www.maxpixel.net/Monster-Viruses-Bug-Virus-Germ-Alien-Creature-2...