hirdetés

 

Tudomány

Együttműködő baktériumok

Interjú dr. Czárán Tamással

Az MTA-ELTE Ökológiai és Elméleti Biológiai Kutatócsoport munkatársa, dr. Czárán Tamás evolúcióbiológus azt kutatja matematikai modellek segítségével, hogy milyen körülmények között alakul ki kooperáció baktériumok között.
– Az evolúció harc: a rátermettebb legyőzi a gyengébbet, a folyton változó környezet alkalmazkodásra kényszerít. Mostanában mégis sokan hangsúlyozzák az együttműködés előrevivő erejét, sőt olyanok is vannak, mint például Luis Villarreal virológus, akik szerint a kooperáció ugyanolyan fontos az evolúcióban, mint az önző gének versengése.

– Már Darwin is írt a szimbiózisról, azonban a kooperáció az evolúcióelméletben az 1970-es évektől, az evolúciós játékelmélet megjelenésével, John Maynard Smith működése nyomán került reflektorfénybe. A kooperáció azért nehéz műfaj, mert könnyű csalni, a másik együttműködési készségét kihasználva tenni szert haszonra. Napjainkban igazi nagy „boom” a kooperációt lehetővé tevő kommunikáció kutatásában van, mégpedig a törzsfa aljához közeli élőlényekre vonatkozóan: a quorum sensing (QS, lokális denzitásérzékelés) révén az egy fajba tartozó baktériumok, a különböző fajtájú baktériumok, valamint a baktériumok és gazdaszervezeteik – ez a crosstalk – egyaránt képesek „beszélgetni” egymással.
 
 – A PlosOne-ban, a holland Rolf Hoekstrával közösen írt cikkében azt fejtegeti, hogy a kooperáció evolúcióját a baktériumokban a quorum sensing hajtja előre. Mit mondanak egymásnak ezek az élőlények?
 
– A baktériumpopulációkon belüli együttműködés számos kísérleti vizsgálat tanúsága szerint sokkal általánosabb jelenség, mint azt akár csak a közelmúltban is sejtettük; a QS-t szinte minden e szempontból vizsgált baktériumtörzsben megtalálták. Tipikus formája a táplálék sejten kívüli emésztésében részt vevő exoenzimek, a vízben alig oldódó, de életfontosságú vas(III)-ionokat felvehetővé tevő szideroforok, illetve a patogének invazív képességét növelő virulenciafaktorok közös termelése, a versenytársak kiszorítását célzó bakteriocinprodukció vagy a biofilmképzés.  A „közös javak” azonban kizárólag akkor hasznosíthatók a baktériumok számára, ha koncentrációjuk elér egy kritikus szintet, vagyis ha kellően nagyszámú, egymással szomszédos baktériumegyed szinkronizált módon termeli azokat. Az egyedek egy bizonyos lokális küszöbdenzitása (quoruma – a szó egyébként határozatképes létszámot jelent a jogi nyelvhasználatban) alatt nemcsak felesleges, de kifejezetten hátrányos az együttműködéssel próbálkozni, mert az abba fektetett energia elvész. A lokális egyedsűrűségre vonatkozó információ lehetővé teszi, hogy az értékes forrásokat felemésztő kooperáció csak akkor kezdődjön, amikor a lehetséges együttműködők denzitása már meghaladja a kellő hatékonyságot biztosító küszöbértéket. Elképzelhető, hogy versengő baktériumok QS segítségével szabályozzák a szaporodásukat, illetve gátolják egymás kommunikációját. Érdekesség például, hogy van olyan csalási stratégia – spiteful/gonosz viselkedésnek hívják –, amikor az egyik baktériumtörzs egyedei úgy manipulálják a másikéit, hogy felesleges együttműködési kísérletre késztetik őket: elhasználtatják velük erőforrásaikat, és az ebből eredő versenyhátrányt kihasználva kiszorítják őket.
 
Mark Mendel Nature-ben megjelent tanulmánya szerint lehetséges, hogy ugyanazok a bakteriális gének kontrollálják az infekciós képességet, mint a szimbiózist. Az amerikai mikrobiológus egy tintahalfajtát vizsgált, amely szimbionta, biolumineszcens baktériumai felvillanásai révén riasztja el a ragadózókat. Mint Mendel írja, elképzelhető, hogy az egyébként patogenitást elősegítő biofilm-képzés ebben az esetben a baktériumok megtapadásához szükséges.

– Húsz éve magát a QS jelenségét is az Euprymna scolopes nevű tintahal szimbiontája, a Vibrio fischeri vizsgálatával fedezték fel. Bizonyos népsűrűség (populációdenzitás) fölött a baktériumok sikeresen kolonizálják a lábasfejű speciális fény-szervét, és luciferint kezdenek termelni. A biofilm egy speciális összetételű mátrix, amelybe a baktériumok beágyazódnak. A mátrix megvédi a bacikat a gazdaszervezet immunrendszerétől, egyszerűen nem férnek hozzájuk az immunsejtek. A biofilm-gyártásban együttműködhet két vagy több baktériumfajta, így közösen támadják meg a szervezetet. Sőt, a biofilmek nagy része sokfajos, azaz a QS és a QS cross-talk kitüntetett terepe. A fogainkat megtámadó bacik is biofilmet képeznek, és a legtöbb patogén alkalmazza ezt a stratégiát az immunrendszer kicselezésére. A biofilm komplex, jól szervezett struktúra, lehetővé teszi, hogy a szomszédsági viszonyokat szigorúan betartsák – és ezáltal biztosítja a további kooperációt.
 
Forrás: Dr. Kazai Anita, Medical Tribune

cimkék

Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés
hirdetés

Könyveink

  • learn more A gasztroenterológia története

    Az orvoslás önálló, sajátos arculattal rendelkező területe az egyetemes tudománynak, és szerves része az általános...

  • learn more A pancreas betegségei

    Az internetről áradó legfrissebb tudományos információk birtokában jogos lehet a kérdés, hogy szükség van-e még magyar nyelvű, magyar szerzők...

  • learn more Ritka betegségek – küzdelem az élet határain

    Ritka betegségek – diagnosztikai kihívások című könyv folytatása, további esetek ismertetésével. A klinikai és...

  • learn more Magyarországi várak grafikus látványtérképe

    Hazánk történelmében jelentős szerepet játszó 49 vár történetét és elhelyezkedését ismerhetik meg a vásárlók...

  • learn more Zsebdoktor utazóknak - Patika Magazin könyvek

    A könyv részletesen tárgyalja az utazás közben előforduló megbetegedéseket, azok kezelési módját, az utazás előtt...

  • learn more Patikai reklámtárgyak

    A kiadó tovább folytatja az 1999-ben elkezdett, nagy sikert aratott reprezentatív gyógyszerészettörténeti albumsorozatát ezen könyvével. A reklám a...

  • learn more A fogyasztóra hangolva

    A fogyasztók dühösek, nagyon dühösek! A válság zűrzavarában nyugtalanok és rosszkedvűek: úgy érzik, hogy becsapták és magukra hagyták őket....

  • learn more A személyes és társas tényezők szerepe a rehabilitációs munkában

    A kötet középpontjában a krónikus betegséggel élők testi, lelki és szociális...

  • learn more Bevezetés a tanulás lélektanába

    A két kiváló pszichológus a szomszédos tudományágakból - a neuropszichológiából, az agykutatásból, a kogníciós és a mesterséges...

  • learn more Misce fiat...

    Dr. Szabó Sándor, a Magyar Gyógyszerészi Kamara örökös, tiszteletbeli elnöke a 70. születésnapjára állította össze a kamara elmúlt 20 évének történetét...

  • learn more 150 EKG kérdés (javított kiadás)

    Bár a gyakorlat és a tapasztalat semmivel sem helyettesíthető, ez a könyv egy lépéssel közelebb áll a klinikai valósághoz, mint azok a...

  • learn more Professzionalizmus a pszichiátriában

    Amit gyakran a betegre nézve „gyógyító körülménynek” neveznek a medicinában, az valójában az orvos professzionalizmusának...

  • learn more A szem fénytörése

    Az 1922-ben megjelent könyv már akkor is hiányt pótolt a szem fénytöréstanának összefoglalásában. A szemorvos a szemmel inkább mint szervvel szeretett...

  • learn more Tic-taktika

    „A Tourette-szindrómás gyermekek napi gondozása/nevelése nem sokban különbözik más gyermekekétől, azonban a Tourette-szindróma és az esetlegesen ezzel együtt...

  • learn more A légzésrehabilitáció elmélete és gyakorlata

    A rehabilitáció fontosságát nem szükséges hangsúlyozni. Az elmúlt években Magyarországon három jelentõs...

  • learn more Pirula a patikamanó - Maja lázas

    A Galenus Kiadó – a Patika Magazin kiadója - mesesorozatot jelentetett meg Pirula, a patikamanó  sorozatcímmel 2-4 éves gyerekek...

  • learn more A spiritualitás pszichológiája

    Az elmúlt években a „spiritualitás” fogalma elképesztő karriert futott be mind elterjedését, mind jelentésének bővülését tekintve...

  • learn more Diabeteses neuropathia

    A diabeteses neuropathiáról szóló, jelenleg rendelkezésre álló könyvek nagy része terjedelmes és nincs olyan zsebkönyv, mely a diabeteses...

  • learn more Korszerű gyakorlati irányelvek az elsődleges orvosi ellátásban

    Könyvünket az elsődleges ellátásban dolgozó klinikusoknak ajánljuk, de nemcsak a...

  • learn more Pszichiátria - másképp

    A szerző mindazoknak ajánlja könyvét, akik kapcsolatba kerültek a pszichiátriával, akár mint vizsgázók, akár mint terapeuták. A könyv...