A baktériumok elektromosan kommunikálnak

Különféle E. coli baktériumok

A kutatók sokáig azt hitték, hogy az elektromos jeltovábbítás kizárólag a soksejtű szervezetek sajátossága. Nemrég azonban felfedezték, hogy az egysejtű baktériumok is használják ezt a kommunikációs módszert, ahhoz hasonlóan, mint például az agyi neuronok.

Bár a baktériumok ősi élőlények, de nem nevezhetők primitíveknek. Egysejtű létük ellenére képesek közösségként viselkedni: táplálékot megosztani a szomszédaikkal, másokkal összhangban mozogni, sőt még öngyilkosságot is elkövetni a kolónia nagyobb hasznára, írja a Scientific American magazin.

Kémiai jelző rendszer

A sejtről sejtre vándorló molekulák lehetővé teszik ezt a csoportviselkedést egy jelző rendszer segítségével. Nemrég azonban kiderült, hogy a baktériumoknak van egy másik módszere is az egymással való „beszélgetésre”: elektromos jelekkel kommunikálnak.

Erről a mechanizmusról korábban azt hitték, csak a többsejtű szervezeteknél fordul elő.

2010-ben Gürol Süel (San Diegó-i Kaliforniai Egyetem) molekuláris biológus azt kezdte vizsgálni, hogy miként tud a Bacillus subtilis talajbaktérium több mint egymillió sejtből álló hatalmas közösségekké nőni és mégis életben maradni. Munkatársaival együtt megállapította, hogy amint a kolónia elér egy kritikus szintet, a periférián lévő baktériumok abbahagyják az osztódásukat, így elegendő táplálék-utánpótlást hagynak a belül lévő sejteknek.

Baktériumok (illusztráció) Forrás: Wikimedia Commons

Ez a megfigyelés felvetette azt a kérdést, hogyan kapják meg a szélső sejtek az utasítást, hogy hagyják abba az osztódást.

Elektromos jelző rendszer

Süel nemrég felfedezte és a Nature folyóiratban leírta, hogy a sejtek közti jelzések ebben az esetben valójában elektromosak.

Az üzenetek az úgynevezett ioncsatornákon át haladnak.

Ezek olyan fehérjék a sejtfelszínen, amelyek szabályozzák a töltött részecskék – jelen esetben a káliumionok – áramlását a sejtbe és onnan ki.

Ezeknek a csatornáknak a nyitása és zárása megváltoztathatja a szomszédos sejtek töltését, ez töltött részecskék kibocsátására készteti azokat, és ily módon elektromos jelek haladnak egyik sejtről a másikra.

„Tudtuk, hogy a baktériumoknak vannak ioncsatornáik és az emberek különféle funkciókat társítottak hozzájuk, de csak egyetlen sejtet figyelembe véve” – mondta Süel. „Most már látjuk, hogy ezek képesek több milliónyi sejt viselkedésének koordinálására is.”

Ez megváltoztatja az egysejtű szervezetek működéséről alkotott képünket.