Quorum sensing - wyczuwanie kworum, sygnalizator zagęszczenia - to forma bakteryjnego "języka", jakim porozumiewają się komórki drobnoustrojów między sobą. Język bakterii oparty jest o sygnalizacyjne cząsteczki związków chemicznych, które wydzielane są na zewnątrz komórek w celu np. poinformowania pozostałych członków kolonii o zbyt dużej liczbie komórek, co w konsekwencji może zagrozić istnieniu całej kolonii (nastanie głód oraz pojawi się zagrożenie zatruciem własnymi metabolitami).

Prace badawcze nad chemicznym językiem bakterii są, choć prowadzone od lat 70. ubiegłego wieku, nadal w bardzo początkowej fazie.

Naukowcy z University of Maryland (USA) opracowali pierwsze mikroprzepływowe urządzenie, zbudowane w oparciu o nanotechnologiczne układy, które pozwolą na obserwację odpowiedzi komórki na pojawienie się sygnału informacyjnego (obecność sygnalizacyjnej cząsteczki wykorzystywanej przez bakterie w quorum sensing).

Mikrochip jest zbudowany z miniaturowej złotej elektrody, na powierzchni której naniesiono warstwę chitosanu. Następnie w procesie samoorganizacji naukowcy zbudowali na powierzchni chitosanu nanofabryki, czyli wieloczłonowe molekuły, które pozwalają na przekształcenie półproduktu cząsteczki sygnalizacyjnej w pełni funkcjonujący związek chemiczny, za pomocą którego porozumiewają się komórki. Na szczycie nanofabryk umieszczono przeciwciała specyficznie łączące się z bakteriami.

Użyte w eksperymentach bakterie należały do specjalnie wyhodowanego szczepu, który w obecności związków chemicznych używanych w quorum sensing zaczynał "świecić" światłem fluorescencyjnym.

Przeprowadzony eksperyment polegał na wprowadzaniu - poprzez układ mikrokanałów - nieaktywnych półproduktów czynników sygnalizacyjnych, przetwarzaniu ich przez nanofabryki w związki, na które reagują bakterie oraz obserwacji pojawienia się fluorescencji komórek, jako wizualizacji, że dotarł do nich sygnał chemiczny.

W pewnym sensie eksperyment można porównać do badania słuchu, kiedy lekarz obserwuje reakcję pacjenta na wypowiadane coraz ciszej słowa.

Jak przyznają naukowcy, opracowany układ mikroprzepływowy to pierwszy etap bardziej złożonych badań, które w konsekwencji mają zaowocować poznaniem "języka", jakim komunikują się drobnoustroje. Efektem tego może być stworzenie nowych metod walki z bakteriami, poprzez chemiczną dezinformację - czyli przekazanie wiadomości, że komórek jest za dużo i należy ograniczać wielkość kolonii. KLG

PAP - Nauka w polsce

kap