Ученые обнаружили, что бактерии могут общаться друг с другом посредством обмена электрохимическими сигналами точно так же, как это могут делать нервные клетки человеческого организма. Этот информационный обмен происходит не только между отдельными единицами. Целые колонии микроорганизмов, вероятно, «говорят» друг с другом, координируя свои действия, подобно воинским подразделениям, и действуя как единое целое под управлением штаба. Результаты исследований, подтверждающие эту теорию, недавно опубликованы учеными Университета Сан-Диего (штат Калифорния).
Случайное открытие
Как это часто бывает, замечательное открытие свершилось по счастливой случайности. Исследователи изучали рост бактериальных биопленок (больших участков, заселенных бактериями) в лабораторных условиях, наблюдая, как растут колонии. Для «подкормки» биоматериала ученые использовали питательные вещества (в частности, аминокислоту глутамат). Выяснилось, что когда эти колонии достигают определенного размера, они перестают на какое-то время расти. Затем эти биопленки снова продолжают рост. Исследователи задумались о причинах и природе этой загадочной прерывистости.
И микроб с микробом говорит...
Возникла гипотеза о том, что микробы могут производить обмен информацией. Ученые добавили в состав питательного вещества флуоресцентный краситель, меняющий цвет в тот момент, когда по нему проходит электрический ток. Удивительно, но эти сообщества микроорганизмов использовали ионы калия (электрически заряженные частицы) для того, чтобы посылать сигналы друг другу.
Пока колонии растут до определенного размера, те бактерии, которые находятся на периферии, получают лучший доступ к глутамату, содержащемуся в окружающей их среде. В это же время микроорганизмы, располагающиеся в глубине, начинают голодать, поскольку им добраться до пищи намного труднее. Вот они-то и посылают сигнал о временном прекращении роста, а, следовательно, о необходимости некоторого периода «диеты».
Во время этого продовольственного моратория периферийные обитатели пропускают через себя питательные вещества вглубь ядра, насыщая голодные микроорганизмы. Когда те наедятся и полностью восстановят работоспособность, подача «голодного сигнала» прекращается, и бактерии внешнего контура колонии снова начинают потреблять глутамат.
«Микробный мозг»
Ведущий сотрудник исследовательской группы доктор Гарол Суэл сравнил нейроны человеческого мозга с микробами, также использующими ионные каналы для общения друг с другом посредством электрических сигналов. Сообщество микроорганизмов внутри биопленки функционирует совместно и согласованно, решая простейшие логические задачи. Суэл даже употребил такое словосочетание, как «микробный мозг». Таким образом, каждая бактерия играет роль элементарной нервной клетки, участвуя в информационном обмене, производимом посредством электрического сигнала.
Возможно, это открытие даст ученым ключ для «взлома» кода, на котором общаются микробы, в том числе и болезнетворные. В результате борьба с ними может выйти на новый уровень.
