اكتشف باحثون في الجامعة العبرية مادة جديدة تسمح للبكتيريا بالتواصل مع بعضها البعض

قد يؤدي البحث إلى تطوير نوع جديد من المضادات الحيوية

اكتشف باحثون من الجامعة العبرية مادة جديدة تسمح للبكتيريا بالتواصل مع بعضها البعض وتسبب موتها. يمكن أن يكون لهذا الاكتشاف آثار كبيرة من شأنها أن تؤدي إلى تطوير فئة جديدة من أدوية المضادات الحيوية.
تعتبر البكتيريا تقليديا كائنات وحيدة الخلية، ولكن هل هذا صحيح؟ هل تعيش كل بكتيريا حقًا لنفسها؟ في السنوات الأخيرة، تزايدت الأدلة المستقاة من التجارب العلمية المختلفة والتي تفيد بأن البكتيريا نادرًا ما تتصرف ككائنات حية منفردة. في الواقع، تعيش البكتيريا في مجتمع حيث تتواصل الكائنات الفردية مع بعضها البعض، وبالتالي تعبر عن سلوكيات متعددة الخلايا.
وفي المقال الذي سينشر يوم الجمعة (26.10 أكتوبر) في المجلة العلمية المرموقة ساينس، يصف الباحثون من الجامعة العبرية المادة الجديدة التي اكتشفوها. وتعمل المادة، التي تصنعها وتفرزها البكتيريا المعوية المعروفة باسم "الإشريكية القولونية"، كوسيلة للتواصل بين الخلايا البكتيرية الفردية.
تم إجراء البحث من قبل مجموعة بحثية بقيادة البروفيسور حنا إنجلبيرج كولكا من قسم البيولوجيا الجزيئية في كلية الطب بالجامعة العبرية. وشارك في الدراسة طالبة الدكتوراه إيلانا كولودكين-جال، وطالب البحث السابق الدكتور رونان حزان والدكتور أرييل جاتون من قسم المعدات المشتركة بين الأقسام بكلية الطب.
المادة التي تصنعها "الإشريكية القولونية" تمكن من تفعيل "نظام انتحاري" مدمج موجود في الكروموسوم البكتيري والمسؤول عن موتها المبرمج في ظل الظروف العصيبة. ولهذا السبب، تسمى المادة الجديدة بعامل الموت خارج الخلية (EDF). وبدون هذه المادة لا يتم تفعيل "نظام الانتحار" وبالتالي لن تموت البكتيريا.
في حين أن عملية موت الخلايا لا تفيد البكتيريا الفردية، إلا أنها في الواقع تفيد المجتمع البكتيري بأكمله - وهذا من خلال العمل المتزامن لمجموعة الخلايا التي تتواصل مع بعضها البعض من خلال EDF. في ظل ظروف الضغط، حيث يتم تنشيط EDF، تموت مجموعة فرعية كبيرة داخل الثقافة البكتيرية، مما يسمح ببقاء المجموعة ككل. إن موت غالبية المجموعة البكتيرية الموجودة فقط في وجود EDF ربما يسمح ببقاء النوع.
إن فهم كيفية عمل EDF يمكن أن يؤدي إلى تطوير مواد المضادات الحيوية التي من شأنها تنشيط "نظام الانتحار" الموجود في البكتيريا المعوية "Escherichia coli" ومعظم البكتيريا الأخرى. كما تشمل تلك العوامل المرضية المختلفة التي تحمل "نظام الانتحار" عليها.
ويشير البروفيسور إنجلبيرج كولكا إلى أن "مادة الاتصال التي تم الكشف عنها هي جزيء بيولوجي جديد". "هذا هو الببتيد (بروتين صغير) تم إنشاؤه بواسطة البكتيريا." كان توصيف المادة صعبًا بشكل خاص بالنسبة للباحثين. وبما أن المادة موجودة في المزرعة البكتيرية بكميات صغيرة، ولكنها تتحلل مع طرق التوصيف المعتادة، فقد كان على الباحثين تطوير طريقة جديدة لها. خلال الدراسة، تم تحديد العديد من جينات البكتيريا التي تشارك في تكوين مادة الاتصال.
تم دعم البحث من قبل مؤسسة العلوم الوطنية (ISF)، والمؤسسة الأمريكية الإسرائيلية الثنائية (BSF)، والمعاهد الأمريكية للصحة (NIH).