Bakterien-Team bis zur antibiotischen Krieg führen

In der Ellbogen-Welt der Ressourcen kann ein wenig Zusammenarbeit einen langen Weg zur Sicherstellung Sieg für eine Bevölkerung von Pflanzen oder Tieren gehen. Jetzt haben Forscher fanden bescheidenen Bakterien zusammen für das gemeinsame Ziel des Überlebens, zu arbeiten.

Ozean-Bakterien in der Familie der Vibrionaceae zusammenarbeiten, um gegen andere Stämme Vibrionaceae konkurrieren, Berichten Biologen Freitag (Sept. (7) in der Fachzeitschrift Science. Unter Vibrionaceae Kolonien erstellen einige Personen starke Antibiotika, die Außenseiter, aber nicht ihren eigenen Stamm, töten die Forscher zu finden. Die Entdeckung weist auf komplexere soziale Interaktionen zwischen wilden Bakterien als erwartet, und zeigt auch ein neues Potential von Antibiotika gegen menschliche Krankheit, sagte Studie Forscher Martin Polz, eine ökologische Mikrobiologe am Massachusetts Institute of Technology.

"Du hast ein paar Individuen innerhalb der Bevölkerung, die übernehmen die Rolle des Verteidigers oder der Aggressor, wenn man so will," sagte Polz LiveScience. "Andere sind resistent gegen Antibiotika produziert durch diese Personen, aber sie sind nicht die Antibiotika selbst produzieren."

Soldatische Bakterien

Die oft übersehene sozialen Leben von Bakterien sind äußerst wichtig, Polz sagte, angesichts der Tatsache, dass etwa 90 Prozent der Biomasse der Ozean mikrobielle ist. Jeder Milliliter Oberflächenschicht der Ozeanwasser über 1 Million Mikroben enthält, sagte er.

Diese Mikroben sind verantwortlich für die Herstellung von Nährstoffen, recycling von organischem Material und andere grundlegende Prozesse, die die Ozeane mitsummen, halten, sagte Polz. Aber ist wenig bekannt, wie sie miteinander interagieren.

Um diese Interaktionen zu untersuchen, verwenden Sie Polz und seine Kollegen Bakterien aus der Familie der Vibrionaceae oder Vibrio, die enthält eine Reihe von harmlosen Biolumineszenz Mikroben als auch der Bug, die bewirkt, dass die Cholera. Im Labor die Forscher wuchs Bakterienkolonien diesen Ozean und dann Grube Kolonien gegen einander, sie interagieren zu beobachten.

"Einige entpuppen sich um gegenseitig zu töten," sagte Polz. "Andere sind völlig immun gegen einander." [Galerie: kleine Dinge, die uns krank machen]

Ein Blick auf 35.000 Interaktionen zwischen Vibrio Kolonien aufgedreht 850 feindseligen Auseinandersetzungen – das Äquivalent der bakteriellen Kriegsführung. In statistisch analysieren diese Kämpfe, festgestellt Polz und seine Kollegen, dass bestimmten Killer eher außerhalb seiner ökologischen Bevölkerung als darin zu töten ist.

"Das war sozusagen den ersten Cue gibt es einige Struktur dahinter", sagte Polz.

Antibiotika-Verteidigung

In der Tat, die Forscher fanden heraus, hat nicht jeder einzelne Vibrio Gewicht ebenso im Kampf. Einige einzelnen Zellen sezernieren Anti-Eindringling Antibiotika, die die Kolonie als Ganzes zugute kommen. In einigen Fällen diese Zellen verhalten sich wie Super-Soldaten: etwa 5 Prozent der Vibrio Einzelzellen waren in der Lage, mehr als 25 Prozent der Vibrio Stämme aus anderen Kolonien ausschlagen.

Polz verglichen diese schützende Antibiotika mit "öffentliche Güter", eine Ökonomie Begriff verwendet, um Ressourcen wie saubere Luft oder Landesverteidigung zu beschreiben, die alle in einer Gesellschaft profitieren.

"In gewisser Weise, die Nonproducers sind Betrüger, denn sie nicht die Kosten für die Produktion [von Antibiotika haben], aber sie von diesem Antibiotikum profitieren" Polz sagte. Das System ist stabil wie auch immer, fügte er hinzu, vielleicht weil Nonantibiotic-Hersteller ziehen Sie ihr Gewicht auf andere Weise, z. B. Herstellung von Enzymen oder andere Moleküle, die die ganze Kolonie verwenden können.

Dies ist das erste Mal, dass diese enger Zusammenarbeit ist in natürlichen Bakterienpopulationen beobachtet worden, sagte Polz. (Die meisten bakteriellen Laborstudien beinhalten Bakterien mit einem gemeinsamen geklonten Vorfahren, was bedeutet, dass ihre genetische Vielfalt nicht so groß wie in freier Wildbahn ist.) Als traditionelle Antibiotika zunehmend gegen Antibiotika-resistente Bakterien unwirksam, möglicherweise Ozean Antibiotikum-Produzenten eine Quelle für neue Medikamente, fügte er hinzu.

"Diese Studie zeigt, dass es eine sehr große ungenutzte Quelle von möglichen Antibiotika draußen in der Natur," sagte Polz. "Ich denke, dass dies genauer untersucht sehr wichtig sein wird, weil wir eine schnelle Abnahme in der Wirksamkeit der aktuellen Antibiotika konfrontiert."

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