Nauka

Pięć rzeczy, których nie wiesz o bakteriach

Sterują robotami, leczą raka, są świetnymi dyplomatami, strzelają zatrutymi strzałkami, a nawet mogą doprowadzić do depresji. Bakterie. Czego jeszcze o nich nie wiesz?

1. Bakterie są mistrzami rozstrzygania sporów

Pałeczka krztuścaAlain Grillet/Flickr CC by 2.0Pałeczka krztuśca

Każdy wie, że bakterie są nadzwyczaj żywotne. Ale ile osób zdaje sobie sprawę, że kluczem ich powodzenia jest sprawne rozwiązywanie konfliktów? Naukowcy z University of California San Diego USA zbadali mikroorganizmy zamieszkujące biofilm (cienkie struktury drobnoustrojów tworzące np. kamień nazębny) i zauważyli, że powodem jego niezwykłej odporności na antybiotyki jest umiejętność rozstrzygania sporów między poszczególnymi komórkami.

Bakterie biofilmu zasadniczo dzielą się na dwie grupy: te zamieszkujące zewnętrzną część skupiska i te znajdujące się wewnątrz kolonii. Nadrzędnym celem wszystkich bakterii jest rozmnażanie. Bakterie znajdujące się na zewnątrz kolonii mają najwięcej pożywienia, ale są też najbardziej narażone na działanie antybiotyków. W ich interesie jest przeznaczenie jak największej ilości energii na podział i znalezienie się w bezpiecznym środku kolonii. Jednak nieograniczony rozrost grupy zewnętrznej może doprowadzić do „zagłodzenia” drobnoustrojów znajdujących się wewnątrz kolonii, a to prowadzi do jej obumarcia. Aby rozwiązać ten konflikt, bakterie wykształciły sprytny mechanizm. Zewnętrzne jednostki potrafią podbierać jedzenie, ale nie mogą go metabolizować. Aby uzyskać niezbędne do życia substancje, grupa zewnętrzna musi przesłać pokarm do wewnętrznej, która zamienia go na składniki odżywcze i rozsyła dalej.

Dzięki temu biofilm rośnie i jest zupełnie niewrażliwy na chemiczne próby jego usunięcia. Jak widać, zgoda buduje, niezgoda rujnuje, w tym przypadku również kamień nazębny.

2. Pojedyncza bakteria E.coli może sterować robotem

Bakterie E.coliNIAID/Flickr CC by 2.0Bakterie E.coli

Dowiedli tego naukowcy z Virginia Tech w USA. „Odkryliśmy, że bakteria może być »mózgiem« robota i to połączenie rzeczywiście działa” – powiedział Waren Ruder w rozmowie z „Scientific Report”.

Eksperyment polegał na matematycznym modelowaniu trzech odrębnych elementów: genomu bakterii E.Coli, mikroprzepływowego bioreaktora i ruchów robota. Bakteria zmieniała kolor w zależności od przyjmowanego pokarmu, zaś wyposażony w miniaturowy mikroskop robot badał jej kolor i na tej podstawie obierał kierunek i prędkość ruchu.

Co ciekawe, robot-bakteria ujawnił funkcje wyższego rzędu. Tuż przed ostatnim etapem testu zatrzymał się i na chwilę zamarł w bezruchu, co zdaniem naukowców jest charakterystycznym zachowaniem dużych drapieżników czyhających na zwierzynę.

3. Bakterie beztlenowe mogą być kluczem do wyleczenia raka

Bakteria ClostridiumAlain Grillet/Flickr CC by 2.0Bakteria Clostridium

Jedną z najbardziej obiecujących metod leczenia raka może być terapia genetyczna. Polega na wprowadzaniu do komórek nowotworowych genów, które np. „zaprogramują” nowotwór na samozniszczenie lub uczynią go podatnym na chemioterapię.

Jednak aby to było możliwe, potrzeba trzech rzeczy. Po pierwsze, należy odróżnić guz od zdrowej tkanki. Po drugie, trzeba zidentyfikować gen, który poradzi sobie z nowotworem. A po trzecie, należy znaleźć sposób na dostarczenie go do guza.

O ile określenie odpowiedniego genu pozostaje na barkach naukowców, o tyle z pozostałymi problemami poradzą sobie bakterie z rodziny Clostridium. Są to beztlenowce, których wzrost i rozmnażanie jest możliwy jedynie w środowisku ubogim w ten pierwiastek.

Większość guzów zawiera martwą tkankę, która jest wymarzonym miejscem dla bakterii beztlenowych. Czyni to z Clostridium idealnego posłańca dla wyselekcjonowanych „leczniczych” genów. Naukowcy z Maastricht University w Holandii dowiedli, że opracowana przez nich metoda sprawdza się na zwierzętach, lecząc z jej pomocą groźne guzy u myszy. Eksperyment wszedł w fazę testów klinicznych na ludziach.

4. Brak równowagi bakteryjnej w jelitach może prowadzić do depresji

PneumokokiAlain Grillet/Flickr CC by 2.0Pneumokoki

Ludzkie jelito jest domem niezliczonych bakterii, z którymi człowiek żyje w zgodzie i harmonii. Wchłaniają pokarm, chronią organizm przed infekcjami i zapewniają odpowiednie odżywienie komórek jelitowych.

Naukowcy od dawna zdawali sobie sprawę, że zaburzenie równowagi flory jelitowej może pogarszać stan zdrowia, ale dopiero od niedawna podejrzewają, że brak ich równowagi może prowadzić do depresji i stanów lękowych. Panowie Stephen Collins i Michael G. DeGroote z McMaster University w Kanadzie manipulowali florą bakteryjną myszy, które pod wpływem eksperymentu stały się bardziej lękliwe i mniej ostrożne. Po przywróceniu równowagi w jelitach myszy ich zachowanie wróciło do normy.

5. Bakterie potrafią strzelać i prowadzą regularne wojny

SalmonellaAlain Grillet/Flickr CC by 2.0Salmonella

Świat nie jest przyjaznym miejscem, nawet dla bakterii. Według badań biologów z University of California rywalizujące ze sobą bakterie używają „zatrutych strzałek”, żeby osłabić przeciwnika. Naukowcy zbadali wiele gatunków bakterii i odkryli, że każda z jednostek posiada na swojej powierzchni coś w rodzaju złożonych z białek pałeczek zakończonych toksycznymi strzałkami.

Tymi „pociskami” bakteria traktuje ewentualnych przeciwników, jeżeli znajdą się w jej sąsiedztwie. Naukowcy podkreślają, że ich priorytetem jest zebranie jak największej wiedzy dotyczącej bitew, które prowadzą bakterie. Odkrycie jest o tyle istotne, że może pomóc w kontrolowaniu wywołujących choroby patogenów, co jest niezwykle ważne wobec rosnącej odporności na antybiotyki.

Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Historia

O Niemcach, którzy z konieczności zostali Polakami

Książka naszego redakcyjnego kolegi Piotra Pytlakowskiego „Ich matki, nasi ojcowie”, której fragment publikujemy, opowiada o losach niemieckich dzieci mieszkających na ziemiach, które po II wojnie światowej przypadły Polsce.

Piotr Pytlakowski
15.09.2020
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną