บทความเบื้องหลังนี้จัดทำขึ้นเพื่อ Livescience โดยร่วมมือกับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
Bonnie Bassler ใช้เวลาทั้งวันในการฟังแบคทีเรียพูดคุยกันและสิ่งที่เธอได้ยินอาจทำให้คุณประหลาดใจ
ปรากฎว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเล็ก ๆ เหล่านี้กำลังโทรออกมา การสนทนาที่กระซิบแต่ละครั้งเป็นความพยายามที่จะนับจำนวนของตัวเองที่มีอยู่ก่อนที่พวกเขาจะพยายามโจมตีสิ่งมีชีวิตโฮสต์ของพวกเขาซึ่งอาจเป็นไปได้ดีของคุณร่างกาย.
ดังที่ Bassler อธิบายว่าแบคทีเรีย "มีขนาดเล็กเกินไปที่จะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหากพวกเขาทำหน้าที่เป็นบุคคล" สิ่งที่พวกเขาขาดขนาด แต่พวกเขาทำขึ้นในจำนวน ในขณะที่ร่างกายของเราแต่ละตัวมีเซลล์ของเราประมาณหนึ่งล้านล้าน แต่เรายังเป็นโฮสต์ของเซลล์แบคทีเรีย 10 ล้านล้านเซลล์ซึ่งอาศัยอยู่เช่นกันบนผิวของเราหรือภายในอวัยวะของเรา
ในขณะที่แบคทีเรียเหล่านี้ไม่ดีสำหรับเราบางคนเป็นผู้รุกรานที่หมายถึงเราอันตรายและเมื่อจำนวนของพูดแบคทีเรียอหิวาตกโรคเพิ่มขึ้นในระดับวิกฤตบางอย่างระวัง - การสนทนาที่กระซิบเหล่านั้นสามารถเปลี่ยนเป็นการโจมตีแบบประสานงานได้
แบคทีเรียสื่อสารโดยใช้ภาษาเคมีปล่อยโมเลกุลขนาดเล็กเข้าสู่สื่อโดยรอบที่สามารถตรวจพบได้ผ่านตัวรับบนพื้นผิวของเซลล์แบคทีเรียอื่น ๆ เมื่อถึงจำนวนโมเลกุลของการส่งสัญญาณที่สำคัญแบคทีเรียแต่ละตัวก็รู้ว่าขณะนี้เพื่อนของมันเพียงพอที่จะเปิดตัว กระบวนการนี้เรียกว่าการตรวจจับองค์ประชุม
งานของ Bassler ในการสื่อสารแบคทีเรียเติบโตขึ้นจากความสนใจของเธอในการพิจารณาว่าข้อมูลไหลระหว่างเซลล์ในร่างกายของเราเอง "ถ้าเราสามารถเข้าใจกฎหรือกระบวนทัศน์ที่ควบคุมกระบวนการในแบคทีเรียได้" เธอกล่าว "สิ่งที่เราเรียนรู้อาจเป็นจริงในสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น"
ในขณะที่การตรวจจับโควรัมถูกใช้โดยแบคทีเรียที่รุนแรงในการติดเชื้อโฮสต์ของพวกเขา แต่ก็ถูกใช้โดยจุลินทรีย์อื่น ๆ เพื่อการประสานงานที่เป็นพิษเป็นภัยมากขึ้น อันตัวอย่างที่สดใสเกิดขึ้นในปลาหมึกบั๊บบัทเทลฮาวายซึ่งล่าในเวลากลางคืนในขณะที่ผลิตแสงด้วยร่างกายของตัวเอง แสงนั้นไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจริงโดยปลาหมึก แต่เป็นมวลของจุลินทรีย์ทางทะเลเป็นที่รู้จักVibrio Fischerปลาหมึกถืออยู่ภายในร่างกาย
แต่ละv. Fischeriแบคทีเรียสามารถผลิตแสงได้ด้วยตัวเอง แต่แสงจะอ่อนแอลงจนไม่สามารถตรวจจับได้ดังนั้นจุลินทรีย์จึงปิดเครื่องจักรที่ผลิตแสงเมื่อมีแบคทีเรียจำนวนน้อยเท่านั้น ด้วยวิธีนี้มันสามารถจองร้านค้าของโมเลกุลที่ผลิตแสงได้จนกว่าจะมีจำนวนพี่น้องเพียงพอที่จะทำให้แสงที่สว่างและมองเห็นได้
แพ็คเก็ตของปลาหมึกของแบคทีเรียที่ผลิตแสงจะเติบโตและแบ่งออกตลอดทั้งวันทวีคูณภายในร่างกายของปลาหมึกและส่งสัญญาณเคมีออกมาตอนนี้แล้วทำการสำรวจสำมะโนประชากร ประมาณเวลาค่ำที่เกิดขึ้นประชากรมีขนาดมากพอที่จะตรวจพบการผลิตแสงทั้งหมด เมื่อถึงจุดนั้นประชากรของv. Fischeriแบคทีเรียจะเปิดอุปกรณ์ที่ผลิตแสงและปลาหมึกเรืองแสงพร้อมกันเพื่อเริ่มการล่าสัตว์
ตั้งแต่จุลินทรีย์ที่รุนแรงเช่นVibrio choleraeแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคอหิวาตกโรคขึ้นอยู่กับการตรวจจับองค์ประชุมในการประสานงานการโจมตีร่างกายของเรางานของ Bassler กำลังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คิดค้นยาปฏิชีวนะชนิดใหม่
ยาใหม่จะทำงานได้โดยการปิดกั้นการปล่อยโมเลกุลสัญญาณโควรัมหรือโดยการเสียบตัวรับ - กล่าวอีกนัยหนึ่งปิดกั้นความสามารถของแบคทีเรียในการพูดหรือได้ยิน ด้วยวิธีนี้แบคทีเรียไม่เคยรู้ว่ามีจำนวนมากพอที่จะปล่อยสารพิษหรือไม่
วิธีการที่รบกวนการสื่อสารแบคทีเรียนี้จะเป็นยาปฏิชีวนะระดับใหม่ทั้งหมดซึ่งอาจช่วยในการจัดการกับสายพันธุ์ที่ทนต่อยาปฏิชีวนะที่พัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
นอกเหนือจากการหยุดแบคทีเรียที่ไม่ดีเช่นv. choleraeBassler ชี้ให้เห็นว่าข้อมูลเชิงลึกของเธอเกี่ยวกับการตรวจจับองค์ประชุมสามารถช่วยปรับปรุงการกระทำของแบคทีเรียที่ดีในร่างกายของเราเช่นในลำไส้ของเราที่ช่วยให้เราย่อยอาหาร นอกจากนี้เธอยังเชื่อว่าการทำความเข้าใจกลไกที่การสื่อสารของแบคทีเรียสามารถนำไปสู่ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเช่นการพิจารณาว่าเซลล์ที่หลากหลายภายในร่างกายของเราทำงานอย่างไร
เซลล์ของเราใช้กลไกการสื่อสารที่คล้ายกับการตรวจจับองค์ประชุม เซลล์ร่างกายของเราบางตัวปล่อยสัญญาณเคมีเช่นฮอร์โมนหรือสารสื่อประสาทซึ่งตรวจพบโดยเซลล์ประเภทอื่น ๆ ผ่านกระบวนการที่โดดเด่นคล้ายกับที่ใช้โดยแบคทีเรียที่ตรวจพบองค์ประชุม ในความเป็นจริงการสื่อสารทางเคมีนี้ใช้โดยเซลล์ของเราที่ใช้เพื่อจัดระเบียบ - เราไม่เคยเห็นเซลล์หัวใจสับสนและทำหน้าที่เหมือนเซลล์ผิวหรือเซลล์ไตเช่น
และมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต่ำที่สุด - แบคทีเรีย - ซึ่งเราเป็นหนี้ขอบคุณสำหรับซิมโฟนีที่ซับซ้อนของสัญญาณเคมีที่ทำให้เซลล์ของร่างกายของเราเรียงลำดับและในสถานที่ที่เหมาะสม ร่างกายของเราทำหน้าที่เป็นหนึ่งเดียวที่รวมกันด้วยกระบวนการสื่อสารทางเคมีอย่างง่ายที่พัฒนามานานแล้วโดยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กด้วยเหตุผลง่ายๆหนึ่งข้อ: นับจำนวนจมูกและดูว่ามีเพื่อนอยู่กี่คน
หมายเหตุบรรณาธิการ: งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) หน่วยงานรัฐบาลกลางถูกเรียกเก็บเงินจากการระดมทุนการวิจัยขั้นพื้นฐานและการศึกษาในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ความคิดเห็นการค้นพบและข้อสรุปหรือคำแนะนำใด ๆ ที่แสดงในเนื้อหานี้เป็นของผู้เขียนและไม่จำเป็นต้องสะท้อนมุมมองของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ดูเบื้องหลังการเก็บถาวร-
