Quorum sensing u bakterií

I když bakterie nemají žádné smyslové orgány, i tak dobře vědí, co se okolo nich děje a jsou schopné komunikace. A to hlavně tedy vylučováním a přijímáním chemikálií z jejich okolního prostředí. Nezáleží přitom na tom, že se jich vyskytuje miliony různých druhů s vlastními způsoby vnímání světa okolo nich. V čem spočívá proces quorum sensing.

Ucelené porozumění komunikace mezi buňkami a bakteriemi je základem rozvoje a dalšího pokroku v novém poli syntetické biologie, kde jsou populace geneticky rozmanitých bakterií programovány k určitému chování, podotýkají badatelé. Již se ví, že proces známý jako quorum sensing tvoří základ komunikace mezi bakteriemi. Nicméně se zdá, že každý typ bakterie má své vlastní schopnosti quorum sensing, uvádějí výzkumníci dále.

Quorum sensing je mechanismus mezibuněčné komunikace, který umožňuje bakterii vnímat a reagovat na změny v desitě bakterie v daném okolí, řekl Anand Pai, doktorand oboru bioinženýrství na Duke´s Pratt School of Engineering. A samozřejmě to ovlivňuje širokou řadu biologických funkcí, jako je například bioluminiscence nebo virulence.

Klíčem procesu nazývaného quorum sensing je pak celkový obsah bakterií ve vztahu ke kapacitě jejich okolí, přičemž nezáleží o jaké mikroorganismy se jedná, vypověděli výzkumníci.

Pokud se v oblasti nachází pouze několik buněk, nic se nestane, řekl Pai. Pokud se ale jedná o mnoho buněk, vyměšované chemikálie jsou v koncentraci vyšší, což způsobuje u buněk specifické chování. "A my jsme chtěli objevit, jak vlastně tyto buňky vědí, že dosáhli quorum".

Anand Pai a Lingchong You, odborný asistent biomedikálního inženýrství a člen institutu Duke´s Institute for Geonome Science& Policy a centra Center for Systéme Biology (CSB), objevili že mnoho se skrývá v procesu sensing potential.

Proces nazvaný sensing potential je v podstatě vztah působení k počtu buněk a velikosti jejich okolí, řekl You. "Kupříkladu, malý počet buněk se bude chovat jinak než stejný počet buněk ve větším prostoru". Nezáleží na typu buňky nebo schopnostech jejich "quorum sensing", obecnou souvislostí je vztah mezi velikostí buňky a velikostí prostředí.

Tato analýza skýtá nebývalý pohled do základní tvorby systémů quorum sensing, řekl dále You. Onen celkový rámec, který se snažíme charakterizovat, může tvořit základnu pro studium dynamiky a evoluce systému quorum sensing, stejně tak jako pro sestavování syntetických genových řetězců založených na mezibuněčné komunikaci.

Syntetické genové řetězce jsou pečlivě navržené kombinace genů, které by mohly být "vložené" do bakterie nebo ostatních buněk k nasměrování jejich chování ve stejném smyslu jako základní počítačový program řídí počítač. Takové reprogramované bakterie by pak mohly existovat jako syntetické ekosystémy.

"Mohli bychom pak být dokonce schopni reorganizovat bakterie tak, aby selektivně zabíjeli i rakovinové buňky", shodují se odborníci.

zdroj: http://www.pratt.duke.edu/new...