Endospórák elektrokémiai állapotváltozása


Mikrobiológia és petricsésze - Endospórák elektrokémiai állapotváltozása
Olvasási idő: 2 perc

A bonyolult és átmeneti környezeti feltételek közötti túlélés érdekében a biológiai rendszerek érzékeny mechanizmusokat fejlesztettek ki.

A zord körülmények beköszöntét érzékelve a spóraképző szervezetek, köztük a baktériumok és gombák, komoly energiabefektetéssel járó átprogramozáson mennek keresztül. Céljuk, hogy olyan nyugalmi állapotba kerüljenek, amely ellenáll az olyan fizikai és biológiai behatásoknak, mint például a tápanyaghiány, a rendkívüli hőség és a kiszáradás. Példaként említhető a Bacillus subtilis, aminek alvó spórái metabolikusan inaktív állapotban maradhatnak hosszabb ideig, akár több száz évig is. Hogyan tud egy szunnyadó entitás (endospórák) dinamikusan reagálni a környezetére, és így reagálni a biológiai aktivitás és a növekedés megfelelő időben történő újraindítására? Ezt vizsgálták meg kutatók. Kaito Kikuchi, a San Diego-i Egyetem mikrobiológiai kutatója szerint a B. subtilis spórák nyugalmi állapotból való aktiválódása a neuronok által használt elektrokémiai állapotváltással magyarázható.

Mostanában borzongásos félelemmel lehet fogadni azokat a híreket, amelyben a tudósok annak örülnek, hogy megtalálták a módját, hogyan ébresszék fel a baktériumokat, amik így ártalmatlanná tehetők. De ez kétélű siker, hiszen a felébresztett baktériumok ellenőrizetlen körülmények között, ami ritka vagy az emberi hibák hatására, ami sokkal gyakoribb el is szabadulhatnak. Az anthraxbaktériumok és más baktériumok több ezer évig fennmaradhatnak, ha nyugalmi állapotba kerülnek. Az alvó életformát endospórának nevezik. Ez egyetlen sejtből áll, erős védőburokkal.

Kaito Kikuchi szerint az endospórák azért nagyon érdekesek és azért foglalkoztatják a tudósokat, mert gyakorlatilag elhaltak.

Nem esznek, nem nőnek, egyszerűen csak léteznek. Ellenállnak az olyan stresszeknek, mint az antibiotikumok, a hő, a hideg, a kiszáradás és a sugárzás. A lépfenét és tetanuszt okozó baktériumokhoz nehéz hozzáférni és elpusztítani őket, ezért az egészségügyben és az élelmiszeriparban sterilizálásra van szükség.

Azt a kutatók is elismerték, hogy amikor a spórák felébrednek és újra aktív baktériumokká válnak, nagy károkat okozhatnak. A spórák azért is nagyon veszélyesek lehetnek, mert egyebek mellett bioterrorizmusra is használhatják őket. A tudósok azt már korábban is tudták, hogyan kerülnek a baktériumok hibernált állapotba, de nem értették, hogyan történik a felébredésük. Egy új tanulmány először mutatta be, honnan és hogyan tudják a spórák, mikor kell felébredniük. Először is, Kaito Kikuchi szerint, azért kellenek ezek a vizsgálatok, hogy tisztában legyünk a felébredés folyamatával. Másodszor meg kell vizsgálni, hogy ezek a spórák honnan tudják, mikor kell felébredniük. Azért, hogy kordában tarthassák őket. Hiszen, amikor ezek a baktériumok felébrednek ismét sebezhetővé válnak, így például antibiotikumokkal le lehet küzdeni ellenük.

A spórák alvás közben is éberek

A Bacillus subtilis baktériummal végzett új kísérletek azt mutatják, hogy a spórák a kvázi hibernáció közben is viszonylag éberek. Elektromos töltésű ionokat használnak a környezetükben elérhető élelemforrások számbavételére. Minden alkalommal, amikor étel van kint, a spórák fémionok kiszivattyúzásával regisztrálják azt. Csak akkor ébred fel a spóra, ha elegendő iont pumpáltak be. Ez a felfedezés, ahogy korábban is említettük, fontos az olyan fenyegetések elleni küzdelemben, mint a bioterrorizmus és a betegségek, de Kaito Kikuchi szerint filozófiai oldala is van.

Tanulmányunk az élet lényegét kutatja, mert a spórák szinte elhalt állapotából a teljesen működőképes sejtté válás átmenetét vizsgálja.

Fontos megjegyezni, hogy vannak úgynevezett  jó endospórák is. Az endospóraképző baktériumok tejfölt és fermentált szójababot adnak az ember számára. Ráadásul a jóindulatú endospóraképző baktériumok sokkal gyakoribbak, mint a károsak, és a természetben mindenhol megtalálhatók. Egyes spóraképző baktériumok olyan enzimeket hoznak létre, amelyek elősegítik a szerves anyagok talajba történő lebontását. Mások szimbiózisban élnek a fákkal, és segítenek nekik jobban és gyorsabban növekedni.



Previous Új felvételi pontrendszer
Next Lovas kvíz – Lovakról szakszerűen. Ismered ezeket az információkat?

No Comment

Leave a reply

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.