Értenek egymás nyelvén a baktériumok és az ember sejtjei
Az univerzális kémiai nyelv megismerése révén lehetővé válik a baktériumok által inspirált technológiák kifejlesztése, és az ember túlléphet a fenyegető antibiotikum-rezisztencia problémáján, írja a Qubit.
Attól kezdve, hogy a lencsecsiszoló németalföldi tudós, Anton van Leeuwenhoek az 1600-as években mikroszkópjába nézett, és először meglátta az egysejtű mikroorganizmusokat, a tudomány évszázadokig önálló, kevéssé kifinomult, kommunikációképtelen lényeknek gondolta a baktériumokat. Csak ötven éve fedezték fel, hogy egyes baktériumok nagyon is képesek együttműködni: olyan hormonszerű hírvivő anyagokat állítanak elő, amelyek koncentrációját érzékelve tudják, hogy elegen vannak ahhoz, hogy támadjanak. A quorum sensing-nek, azaz küszöbdenzitás-érzékelésnek elnevezett kommunikációs mechanizmus megspórolja a baktériumoknak, hogy erőforrásaikat feleslegesen felhasználva azelőtt rohanják le ellenfelüket, mielőtt esélyük volna megölni, megenni (a quorum szó eredeti jelentése határozatképesség, illetve az ahhoz szükséges többség).
A felfedezést kelletlenül fogadta a tudósközösség, és sokáig az volt az elképzelés, hogy legfeljebb néhány speciális baktériumfaj lehet képes a kommunikációra. A 2000-es években azonban kiderült, hogy a legtöbb baktérium nemcsak népszámlálni tud, de olyan komplex kommunikációs rendszerrel bír, amivel a saját fajtáján kívül a jóval fejlettebbnek számító eukariótákkal és az emberrel is információt cserél. A kommunikációban használt hormonokra válaszul a baktériumokban akár több száz gén is be- vagy kikapcsolódhat. A hírvivő hormonok és érzékelő receptoraik révén különböző fajtájú baktériumok is képesek szövetséget kötni, és a növényekhez, állatokhoz hasonlóan többsejtű szervezetbe rendeződni. A többsejtű bakteriális szervezet orvoslásban különösen fontos példája a biofilm: az általuk termelt nyálkába burkolózva a baktériumok az antibiotikumoknak ellenálló rétegeket alakíthatnak ki többek között az ember húgyhólyagjában, szívbillentyűin, a szervezetbe épített protéziseken vagy a kórházi felületeken. Mivel a közelmúltig nem vettük komolyan a baktériumok szociobiológiáját, egyelőre kevés eszközzel rendelkezünk az ilyen krónikussá váló fertőzések kezelésére.
Ma már divatos témának számít a quorum sensing, sőt a mikrobiológusok között egyenesen aranyláz tört ki: nagy erőkkel keresik a bakteriális kommunikációt befolyásoló szereket.
A szociobakteriológia után 2017-ben a szociovirológia is megszületett: ekkor derült ki, hogy a sokak által még élőnek sem tartott vírusok is képesek kommunikálni egymással. 2018 óta pedig már azt is tudjuk, hogy a vírusok együttműködve képesek legyőzni a baktériumok ellenük kifejlesztett immunrendszerét, a napjainkban az ember által génszerkesztésre használt CRISPR-rendszert.
