Перейти к содержанию

Обнаружен вид бактерий, которые, так же, как нейроны общаются друг с другом электрически

Бaктeрии, в бoльшинствe случaeв, являются oднoклeтoчными oргaнизмaми. Нo этo eщe нe знaчит, чтo oни oдинoчки. Нeкoтoрыe из видoв oднoклeтoчныx бaктeрий живут бoльшиe кoлoнии, кaк люди в гoрoдax-мeгaпoлисax. И, кaк и людям, эти бактерии взаимодействуют друг с другом различными способами, что позволяет сохранить всю колонию в жизнеспособном состоянии. Не так давно группа исследователей из university of California в Сан-Диего обнаружили, что по крайней мере одна из форм одноклеточных бактерий, используется электрический механизм связи, который очень, очень напоминает работу нейронов мозга.

Джинтао Лью (Цзиньтао Лю), исследователь из университета Калифорнии, работал с бактериями рода Bacillus subtilus, колонии, которые образуют тонкие пленки, называемые биопленками. В ходе исследований было установлено, что пленка колонии бактерий увеличивается и уменьшается в определенные промежутки времени, каждые два часа времени. И процесс расширения-сжатия является результатом намеренных действий, вредных микроорганизмов, иногда в момент распространения бактерий делают перерыв, чтобы питательные вещества из края колонии были переправлены ближе к ее центру. Если бы этого не произошло, члены колонии, которые находятся в его центре, не получали пищи, умерло, и колония распалась бы, тем становится более уязвимыми к различным внешним факторам.

Заметив такое поведение, ученые заинтересованы механизмом управления поведением в колонии. Этот механизм принципиально отличается от традиционной химической связи механизм, используемый бактериями в большинстве случаев. Более тщательные исследования показали, что бактерии B. subtilus в клеточной мембране являются проводящих ионных каналов, проводимость которых может изменяться контролируемым образом изнутри.

Наличие каналов, в свою очередь, позволяет бактериям отправлять и получать сигналы, с помощью передачи положительно заряженных ионов калия. Когда бактерии в центре колонии начинают чувствовать голод, они открывают свои каналы и излучают в пространство ионы калия. Появление этих ионов, заставляя сделать то же самое, следующих членов колонии, и тем каскадного эффекта возникает электрический импульс, медленно распространяется от центра колонии к его границам. И этот импульс является то, как команда, которая приостанавливает дальнейшее расширение колоний бактерий.

Описанный выше процесс почти идентичен процесс «стрельбы» нейронов нервной ткани, который так же основан на использовании ионных каналов.

Кроме того, волна ионов калия, который проникает за пределы колонии бактерий, привлекает в состав этой колонии новых членов, которые до этого были в «свободное плавание», и призывает к объединению с другими колониями одного и того же вида. Кроме того, исследователи подозревают, что такой механизм связи может выступать в качестве универсального языка общения между бактериями и колониями различных видов.

«Вполне вероятно, что таким образом они могут общаться на различные виды микроорганизмов, потому что калий присутствует во всех живых клетках и играет очень важную роль в процессах их жизни», — говорит Жаклин Хумфрис (Жаклин Хамфрис), один из исследователей, «Все это может изменить наш взгляд на природу взаимодействия бактерий одного или разных видов и их колоний».