
幕後文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
邦妮·巴斯勒(Bonnie Bassler)花時間聽細菌互相說話,她聽到的聽覺可能會讓您感到驚訝。
事實證明,這些微小的單細胞生物正在接聽電話。每次耳語的談話都試圖計算他們在試圖對宿主有機體發動攻擊之前,他們很可能會出現多少人,這很可能很可能你的身體.
正如巴斯勒(Bassler)所解釋的那樣,細菌“太小,如果它們只是作為個體起作用,則對環境產生影響。”但是,他們缺乏的規模彌補了數字。雖然我們的每個身體都包含大約一萬億個自己的細胞,但我們也宿主到10萬億個細菌細胞,均位於在我們的皮膚上或我們的器官內部。
儘管並非所有這些細菌都對我們不利,但有些是侵略者,他們意味著我們的傷害,例如,當霍亂細菌的數量增加到一定的臨界水平時,請注意 - 這些竊竊私語的對話會隨著霍亂細菌的質量開始釋放出毒素。
細菌使用化學語言進行交流,將小分子釋放到周圍的培養基中,這些分子可以通過其他細菌細胞表面的受體檢測到。當達到信號分子的關鍵數量時,每個細菌都知道,現在足夠多的朋友就在附近開始行動。這個過程稱為法定人數。
巴斯勒(Bassler)在細菌溝通中的工作源於她對確定信息如何流動我們體內的細胞如何流動的興趣。她說:“如果我們能理解細菌中管理過程的規則或範式,我們學到的東西可以在更高的生物體中實現。”
雖然有毒細菌使用群體傳感來感染其宿主,但其他微生物也將其用於更良性的協調作用。一個生動的例子發生在夏威夷牛魷魚中,該魷魚在晚上狩獵,同時用自己的身體產生光。燈實際上不是由魷魚創造的,而是由一堆生物發光,海洋微生物稱為Vibrio Fischer魷魚在其體內攜帶。
每個v。 Fischeri細菌可以單獨產生光,但是光澤會如此微弱以至於無法檢測到,因此,當僅存在少量細菌時,微生物會關閉其發光的機械。通過這種方式,它可以保留其產生光的分子存儲,直到存在足夠數量的弟兄們來發出明亮,可見的光。
魷魚的產生細菌的包包全天生長和分裂,在魷魚的身體內繁殖,並不時發送化學信號以進行人口普查。大約在夜幕降臨時,人口達到了足夠的大小,可以檢測到總光產量。當達到這一點時,v。 Fischeri細菌同時打開其發光的裝置,而發光的魷魚則散步以開始狩獵。
由於有毒的微生物,例如弧菌霍亂導致疾病霍亂,依靠法定人數的細菌來協調對我們身體的攻擊,巴斯勒的工作正在幫助科學家設計新型的抗生素類型。
新藥將通過阻止Quorum信號分子的釋放或堵塞其受體來起作用 - 換句話說,阻止細菌說話或聽到的能力。通過這種方式,細菌永遠不知道是否存在足夠多的人來釋放毒素,因此避免了感染。
這種干擾細菌交流的方法將構成一類新的抗生素類,這可能有助於處理近年來發展的抗生素抗生素菌株。
除了阻止不良細菌(例如v。 Cholerae巴斯勒(Bassler)建議,她對法定人物感測的見解可以幫助改善我們體內的好細菌的作用,例如我們的腸道中有助於我們消化食物的作用。她還認為,了解細菌傳達的機制可以帶來更深刻的見解,例如確定體內大量細胞如何作為整體整體工作。
我們的單元使用與法定人數相似的通信機制。我們人體的某些細胞釋放了化學信號,例如激素或神經遞質,這些信號通過其他類型的細胞檢測到與群體傳感細菌所使用的過程非常相似的過程。實際上,這種化學通信被我們的細胞用來保持它們的組織 - 例如,我們從未看到心臟細胞變得混亂,例如皮膚細胞或腎細胞。
而且,這是最低的生物(細菌),我們欠我們的這一複雜的化學信號交響曲,使我們的人體細胞在適當的位置進行整理。由於一個簡單的生物在很久以前開發了一個簡單的化學通信過程,因此我們的身體是整個整體的整體,原因是一個簡單的原因:計算鼻子並查看他們有多少朋友在那裡。
編者註: 這項研究得到了國家科學基金會的支持(NSF),聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。本材料中表達的任何觀點,發現和結論或建議都是作者的意見,不一定反映了國家科學基金會的觀點。看到幕後檔案。