Wissenschaftler belauschen auf Bakterien Gespräch


Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Bonnie Bassler verbringt ihre Tage Bakterien mit einander reden hören, und was sie belauscht hat, mag Sie überraschen.

Es stellt sich heraus, dass diese winzige Einzeller namentliche einnehmen. Jede geflüsterte Unterhaltung ist ein Versuch zu zählen, wie viele ihrer eigenen Art vorhanden, bevor sie versuchen, einen Angriff auf ihren Wirtsorganismus zu montieren, die Ihren Körper sehr gut sein könnte.

Bassler es erklärt: "Bakterien sind zu klein, um auswirken auf die Umwelt, wenn sie einfach nur als Individuen agieren." Was ihnen fehlt in der Größe, wettmachen, sie in Zahlen. Während jede unseres Körpers über 1 Billion unserer eigenen Zellen enthält, spielen wir auch Gastgeber für 10 Billionen Bakterienzellen mit Wohnsitz auf unserer Haut oder innerhalb unserer Organe.

Während nicht alle diese Bakterien schlecht für uns sind, einige sind Eindringlinge, die uns Schaden bedeuten, und wenn die Zahl der, sagen wir, Cholera-Bakterien auf einen bestimmten kritischen Wert erhöhen, aufpassen – diejenigen flüsterte Gespräche können in einem koordinierten Angriff verwandeln, als die Masse des Cholera-Bakterien beginnen, Toxin auf einmal freizugeben.

Bakterien kommunizieren über eine chemische Sprache, Freisetzung von kleinen Molekülen in das umgebende Medium, das über Rezeptoren auf der Oberfläche von anderen bakteriellen Zellen erkannt werden können. Wenn eine kritische Anzahl von Signalmoleküle erreicht ist, weiß jedes einzelne Bakterium, dass genug von seinen Freunden jetzt in der Nähe, in Aktion zu starten. Dieser Prozess wird als Quorum sensing bezeichnet.

Bassler die Arbeit in der bakteriellen Kommunikation wuchs von ihr Interesse bei der Bestimmung, wie Informationen zwischen den Zellen in unserem eigenen Körper fließt. "Wenn wir die Regeln oder Paradigmen zur Regelung des Prozesses in Bakterien verstehen kann," sagte sie, "was wir lernen könnte gelten in höheren Organismen."

Während Quorum sensing von virulenten Bakterien verwendet wird, um ihre Wirte infizieren, wird es auch von anderen Mikroben mehr gutartigen koordinierte Maßnahmen verwendet. Ein anschauliches Beispiel tritt in der Hawaiian Bobtail Squid, die in der Nacht beim produzieren Licht mit seinem eigenen Körper jagt. Das Licht wird tatsächlich erzeugt, nicht durch den Tintenfisch, sondern durch eine Masse von Biolumineszenz, marine Mikroorganismen bekannt als Vibrio Fischeri , den Tintenfisch in seinem Körper trägt.

Jedes Bakterium v. Fischeri produzieren Licht auf seine eigene, aber der Schein wäre so schwach, nicht nachweisbar, so dass seine Licht-produzierenden Maschinen die Mikrobe herunterfährt, wenn nur eine kleine Anzahl von Bakterien vorhanden sind. Auf diese Weise reservieren es seinen Geschäften der Licht erzeugenden Moleküle bis seine Brüder in ausreichender Zahl vorhanden sein um eine helle, sichtbares Licht zu machen.

Der Tintenfisch-Paket von Licht erzeugenden Bakterien wachsen und sich teilen im Laufe des Tages, Multiplikation innerhalb der Tintenfisch Körper und sendet chemische Signale hin und wieder zu einer Volkszählung. Nur über die Zeit Einbruch der Nacht auftritt, die Bevölkerung erreicht eine signifikante genug Größe, dass leichte Gesamtproduktion nachweisbar wäre. Wenn dieser Punkt erreicht ist, die Bevölkerung von v. Fischeri Bakterien gleichzeitig schaltet sein Licht erzeugenden Apparat und der glühenden Tintenfisch schwimmt Weg um seine Jagd zu beginnen.

Da virulente Mikroben, wie das Bakterium Vibrio Cholerae , das Ursachen der Krankheit Cholera beruhen auf Quorum sensing, um ihren Angriff auf unseren Körper zu koordinieren, hilft Basslers Arbeit Wissenschaftlern neue Arten von Antibiotika zu entwickeln.

Die neuen Medikamente funktionieren würde, indem Sie entweder die Freigabe des Kollegiums signalisieren Molekül blockieren oder indem man sich seine Rezeptoren – in anderen Worten, blockiert die Fähigkeit der Bakterien zu sprechen oder zu hören. Auf diese Weise wissen die Bakterien nie, wenn genug von ihrer Zahl vorhanden sind, um Toxin, release, so Infektion vermieden wird.

Diese Methode der bakteriellen Kommunikation stören wäre eine ganze neue Klasse von Antibiotika, die Hilfe im Umgang mit Antibiotika-resistenten Stämme sein könnten, die in den letzten Jahren entwickelt haben.

Neben schlechte Bakterien wie z. B. v. Choleraestoppen, Bassler legt nahe, dass ihre Erkenntnisse über Quorum sensing die Aktion des guten verbessern könnten Bakterien in unserem Körper, wie die in unserem Darm, die uns helfen, Nahrung zu verdauen. Sie glaubt auch, dass Verständnis der Mechanismen, durch die Bakterien kommunizieren dazu führen kann, sogar mehr Tiefe Einblicke, wie z. B. ermitteln, wie die breite Palette von Zellen in unserem Körper funktioniert als integriertes Ganzes.

Unsere Zellen verwenden einen Kommunikationsmechanismus, der Quorum sensing ähnelt. Einige der Zellen des Körpers lösen chemische Signale, wie z.B. Hormone oder Neurotransmitter, die durch andere Arten von Zellen über einen Prozess auffallend ähnlich dem verwendet von Quorum-sensing-Bakterien detektiert werden. Diese chemische Kommunikation, in der Tat dient von unseren Zellen halten sie organisiert – sehen wir nie Herz Zellen immer verwirrt und benimmt sich wie Hautzellen oder Nierenzellen, zum Beispiel.

Und es ist der geringste Organismen, Bakterien – verdanken wir vielen Dank für diese komplexe Symphonie der chemischen Signale, die unsere Körperzellen sortiert, und an ihrem Platz zu halten. Unser Körper funktioniert als ein integriertes Ganzes dank eines einfachen chemischen Kommunikation entwickelt vor langer Zeit von den winzigen Kreaturen aus einem einfachen Grund: Nasen zählen und sehen, wie viele ihrer Freunde gab.

  • 10 Dinge, die Sie nicht Sie kennen
  • Reiche Ströme von Bakterien auf der Haut
  • Top 10 geheimnisvolle Krankheiten

Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.

Verwandte Artikel

Dieser wahnsinnige Neuentwicklung In Echoortung bringt uns näher auf das Gespräch mit Delfinen

Seit Jahrzehnten haben wir versucht, die Geheimnisse der Was zweitens die meisten intelligenten Wesen auf dem Planeten sein kann - Delphine. Strukturell, in der Tat haben Delfine komplexer Gehirne als wir es tun. Also lassen Sie das Waschbecken. Forscher...

Wissenschaftler, die auf dem schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie

Wenn Wissenschaftler eine Zeitlang vermutet haben, dass ein riesiges Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie lauert, sie können noch nicht sagen, sicher ist es die Erklärung für das seltsame Verhalten beobachten. Jetzt sind Forscher näher als je zuvor i...

In Ihrem Kopf kann Wissenschaftler belauschen, was Sie hören

Durch die Analyse des Gehirns, können Wissenschaftler sagen welche Wörter, die eine Person gerade gehört hat, Forschung zeigt jetzt. Diese Arbeit könnte eines Tages können Wissenschaftler zu belauschen, die inneren Monologe, die unseren Geist durchziehen...

Wissenschaftler sollten "auf fremden Lebens Ansprüche, Cool It' Biologe sagt

Wissenschaftler und die Medien müssen aufhören sagt "crying Wolf" über neue Lebensformen, ein prominenter molekularer Biologe. Schreiben in der Open-Access-Zeitschrift PLoS ONE, Scripps Research Institute Wissenschaftler, den Gerald Joyce sagte,...

Viren-Attacken auf Bakterien zeigen ein Geheimnis der Evolution

Das Wettrüsten zwischen einem Virus und die Bakterien es Angriffe hat dazu beigetragen, dass Wissenschaftler besser eines der Geheimnisse der Evolution zu verstehen: wie neue Eigenschaften entwickeln. In einer Reihe von Experimenten die Bakterien infizier...

Berühmte Dichter, Wissenschaftler Muse auf Wissenschaft & Poesie

NEW YORK CITY – Wissenschaft und Poesie erscheint nicht viel gemeinsam zu haben, aber ein renommierter Wissenschaftler und ein bekannter Dichter trafen sich Donnerstagabend (Dez. (6), über die Kreuzung zwischen den beiden Feldern zu sprechen. Der berühmte...

Wissenschaftler Anspruch auf Kopf-Transplantation durchführen auf Affen, Experten sagen es beweisen

Ein internationales Team von Neurowissenschaftlern behauptet, ein Kopf Transplantation auf einem Affen, zusammen mit anderen verwandten Experimente erfolgreich durchgeführt haben. Sondern weil die Details noch nicht veröffentlicht worden, Experten bleiben...

Dieses kleine Bot Spaziergänge am Wasser und läuft auf Bakterien

Hier ist eine Möglichkeit, Umweltsanierungen mehr Spaß machen: nächstes Mal hast du eine verschmutzte Wasserstraße entfesseln nur einen Schwarm von kleinen, Bakterien-Nomming Roboter drauf. In ein paar Jahren sein, dass verrückte Idee vielleicht nur mögli...

"Klima Schnee Job"? Wissenschaftler reagieren auf Angriff auf Beweise (Op-Ed)

Emmanuel Vincent hat einen Doktortitel in Klimawissenschaft und ist der Gründer der Klima-Feedback (@ClimateFdbk), ein globales Netzwerk von Wissenschaftlern, die Leser, Autoren und Redakteure mit Rückmeldung über die Richtigkeit des Klimas ändern Mediena...

Flussblindheit Parasit stützt sich auf Bakterien, Host zu täuschen

Auch in der FremdeWelt der Symbiose, in dem ein paar Organismen auf einander verlassen könnenLeben, das hier ist ein Whopper: Bakterien leben in einer parasitären Wurm schaffenein Mantel, Abschirmung des Wurms aus dem Immunsystem von seinen Wirten (die, i...

Wissenschaftler Null auf ursprüngliche Tier der Erde

Meeresschwämme sind einige Wissenschaftler für die primitivste lebende Tiere, die nächste Lebewesen, ursprüngliche Tier der Erde, unten an der Basis des Baum des Lebens für die Tierwelt anzugleichen gedacht worden. Aber die schwammige Dinge sind jetz...

Zufällige Entdeckung: Wissenschaftler stolpern auf Jahrhunderte alten Schiffswrack

Bei der Suche nach einem Liegeplatz von einer früheren Reise, entdeckten Forscher vor der Küste von North Carolina ein gut erhaltenes Schiffswrack und Artefakte, die die amerikanische Revolution stammen können. Ein Sonar-Scan in der Gegend durch die...

Wissenschaftler setzen auf Bohren begraben Antarktis See

Ein Team von vier britischen Ingenieuren vor kurzem zurückgekehrt von einer 10-tägigen Reise in eine öde, windgepeitschten Ebene in der Antarktis, die Bühne für ein Projekt bisher unbekannte Leben entdecken konnte, die seit Jahrtausenden von der Welt abge...

Sehen Sie sich Ricky Martin auf Oprah: Gespräche Memoiren unter dem Titel singt "Die beste Sache über mir ist dich" (Video)

Ricky Martin auf Oprah in diesem November 2 video-Clip, wo Ricky Martin spricht über schließlich öffentlich, seine neue Memoiren veröffentlicht und wird ein alleinerziehender Vater von Zwillingen zu sehen. Ricky Martin singt auch "Die beste Sache übe...