จุลินทรีย์เปลี่ยนแปลงแรงตึงผิวในกับดักน้ำของต้นเหยือก
แบคทีเรียอาจเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของพืชกินเนื้อด้วยพลังของมันในการลดแรงตึงผิวของน้ำ
ต้นเหยือกที่กินเนื้อเป็นอาหารDarlingtonia californicaเว็บสล็อตแท้ปล่อยน้ำลงในแจกันทรงสูงของใบไม้ ทำให้เกิดกับดักมรณะที่แมลงเหยื่อจมน้ำตาย น้ำในใบเหยือกเริ่มใส แต่หลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งสัปดาห์ แบคทีเรียจะเปลี่ยน “สีน้ำตาลขุ่นเป็นสีแดงเข้มและมีกลิ่นเหม็น” David Armitage จากมหาวิทยาลัย Notre Dame ในรัฐอินเดียนากล่าว ตอนนี้เขาพบว่าแบคทีเรียเหล่านั้นสามารถช่วยให้พืชดักจับแมลงได้ ผู้อาศัยของจุลินทรีย์ลดแรงตึงผิวของน้ำให้เพียงพอสำหรับมดและแมลงขนาดเล็กอื่นๆ ที่จะลื่นไถลลงไปในสระทันที แทนที่จะเกาะเบาๆ บนผิวน้ำ เขารายงานในBiology Letters เมื่อวัน ที่ 23 พฤศจิกายน
เพาะหลอดน้ำสะอาดด้วยของเหลวจากบ่อดักของต้นเหยือกและเติมจิ้งหรีดที่ตายแล้วเพื่อป้อนจุลินทรีย์ หลังจากนั่งเป็นเวลาหนึ่งเดือน ความยุ่งเหยิงนั้นมีคุณสมบัติเกี่ยวกับแรงตึงผิวเช่นเดียวกับสระน้ำในเหยือกธรรมชาติ จากนั้นเขาก็สร้างชุดตัวอย่างซุปพูลที่เจือจางมากขึ้นเรื่อยๆ และวางมดเก็บเกี่ยวลงในแต่ละตัว เขาพบว่ามดจมลงในทันทียกเว้นตัวอย่างน้ำที่ปราศจากแบคทีเรีย
ประชากรแบคทีเรียในใบเหยือกนั้นคล้ายกับในลำไส้ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือกระเพาะวัว การวิเคราะห์เบื้องต้นของ Armitage พบ จุลินทรีย์สามารถช่วยย่อยเหยื่อและจับเหยื่อได้ เขากล่าว
ที่สำคัญกว่านั้น การตรวจวัดองค์ประชุมเป็นช่องทางเปิดที่นักวิทยาศาสตร์สามารถแตะเพื่อคัดท้ายการพูดคุยเล็กๆ น้อยๆ ของแบคทีเรียได้ ในปี พ.ศ. 2549 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ใช้การตรวจจับองค์ประชุมเพื่อสร้างแบคทีเรียกลุ่มเดียวที่สามารถค้นหาและรักษาเซลล์มะเร็งได้ เมื่อแบคทีเรียเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ เช่น ภายในเนื้องอก พวกมันจะเริ่มปล่อยโปรตีนที่เป็นพิษเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็ง นักวิจัยรายงานในJournal of Molecular Biology
ปัญหาคือสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำเกิดขึ้นในที่อื่นในร่างกายมนุษย์ซึ่งคุณไม่ต้องการสารพิษ เบรนเนอร์กล่าว การสร้างกลุ่มที่ประกอบด้วยประชากรตั้งแต่สองคนขึ้นไป นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถกำหนดเป้าหมายการปลดปล่อยสารดังกล่าวได้ดีขึ้น โดยลดความเสี่ยงที่จะทำร้ายเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี “ตามสมมุติฐาน ไม่มีเซลล์ใดที่เป็นพิษเพียงลำพัง แต่เมื่อพวกมันมารวมกัน พวกมันจะสื่อสารและก่อให้เกิดการตอบสนองที่เป็นพิษ” เธอกล่าว
ในปี 2550 เบรนเนอร์และอาร์โนลด์ได้พัฒนากลุ่มบริษัทแรกที่ใช้ระบบสื่อสารแบบสองทาง ในขณะที่แบคทีเรียส่วนใหญ่ใช้กลุ่มของโมเลกุลส่งสัญญาณขนาดเล็กที่เรียกว่า acylated homoserine lactones หรือ AHL เพื่อ “พูดคุย” E. coliไม่ใช้ ทีมงานได้ค้นพบวิธีที่จะจี้ยีนที่ควบคุมการพูดคุยนี้ในแบคทีเรียอื่นๆ และรวมพวกมันไว้ในกลุ่มE. coli ที่แตกต่างกันสองกลุ่มที่ เติบโตร่วมกันในไบโอฟิล์ม
ประชากรแต่ละกลุ่มสังเคราะห์โมเลกุลการสื่อสาร
ประชากรหนึ่งกลุ่มผลิตโมเลกุล AHL หนึ่งประเภท ประชากรอื่นสร้างโมเลกุล AHL ที่แตกต่างกัน โดยการตรวจจับโมเลกุลของกันและกัน กลุ่ม E. coli ทั้งสองกลุ่มสามารถแยกส่วนไปมา ได้Brenner และเพื่อนร่วมงานรายงานในปี 2550 ในProceedings of the National Academy of Sciences
“มันเหมือนกับการสนทนาระหว่างคนสองคน” เบรนเนอร์กล่าว “เสียงของฉันแตกต่างจากของคุณ ดังนั้นคุณสามารถบอกได้ว่าฉันกำลังคุยกับคุณ และฉันสามารถจำเสียงของคุณ และรู้ว่าไม่ใช่ฉันที่พูดกับตัวเอง แต่คือคุณพูดกับฉัน”
การสนทนาแบบบังคับมีผลที่ตามมาจากการโต้ตอบของมนุษย์ที่ไม่เป็นที่รู้จัก เมื่อได้รับการสื่อสารจากพันธมิตร ประชากร อี. โคไล 1 คนเปลี่ยนเป็นสีเขียวเรืองแสง เมื่อประชากรอื่นๆ รับข้อความ ข้อความดังกล่าวจะเรืองแสงเป็นสีแดง การทดลองแสดงให้เห็นในรายละเอียดที่ชัดเจนถึงความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการจัดการการสื่อสารและพฤติกรรมของจุลินทรีย์ภายในไบโอฟิล์ม
ระบบธรรมชาติแบบถอดแยกส่วนนี้สามารถทำหน้าที่เป็นแบบจำลองสำหรับระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นและช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจอุปสรรคที่เกิดจากเครือข่ายแบคทีเรียที่เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับพันธุวิศวกรรม
“มีความท้าทายอย่างแท้จริงที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอย่างมีเสถียรภาพต่อแบคทีเรีย หรือจุลินทรีย์ใดๆ นับประสาชุมชน” เบรนเนอร์กล่าว “แม้ว่าเราจะสามารถใส่การเปลี่ยนแปลงบางอย่างได้ แต่เราไม่รู้แน่ชัดว่าจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของการเติบโตและการสืบพันธุ์ในชุมชนจุลินทรีย์อย่างไร”
ชุมชนสังเคราะห์อาจถูกประดิษฐ์ขึ้นในห้องทดลอง แต่ผู้อยู่อาศัยในพวกมันไม่มีอะไรผิดปกติ ชาวอาณานิคมเซลล์เดียวเหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีนิสัยใจคอของตัวเองเว็บสล็อตแท้
