Papier: Dotyk znaczy tyle co 1000 słów?

Bakterie jawią nam się jak małe, nano-wymiarowe kawałki cytoplazmy, uparcie infekujące nasze prywatne podwórko. Szczytem ich komunikacyjnych zdolność jest dla nas chemotaksja - a szczytem perwersji i sadyzmu jest nauka tejże chemotaksji na mikrobiologii i biochemii ;) Ale bakterie okazjonalnie znajdują się na pierwszych okładkach dżurnali, nie tylko jako zwykłe transportery innych, cenniejszych ładunków/genów. W ostatnim numerze Genes&Development Christopher Hayes opowiada nam historię bakteryjnego uścisku ręki. W zaskakujący sposób badania znanego od dawna mechanizmu wzrostowego bakterii dostarczyły dowodów na jego potencjalnie znacznie bardziej wyrafinowane zastosowanie.

Hayes wraz ze swoim zespołem badał szczep E.coli - UPEC (uropathogenic E.coli). Bakterie te wykorzystują tzw. mechanizm CDI (contact-dependent growth inhibition) do hamowania wzrostu niechcianych sąsiadów. Okazuje się jednak, że aby bakteria nie posiadająca CDI (CDI-) po kontakcie z daną komórką zahamowała swój wzrost musi ona posiadać CysK - enzym służący do syntezy cysteiny. CysK aktywuje RNA związany z systemem CDI w komórce CDI+ i sprawia, że może dojść do inhibicji wzrostu. Pytanie, jakie badacze postawili, dotyczyło powodu istnienia takiego dodatkowego kruczka w całym mechanizmie. Dlaczego bakterie chcąc zahamować inną komórkę pyta ją o zgodę? Odpowiedź może być zaskakująca - by współdziałać! Badacze sugerują, że komórki bakteryjne mogą za pomocą takiego - i pokrewnych - mechanizmu rozpoznawać pokrewieństwa i dzięki temu organizować się by np. efektywniej tworzyć biofilmu zwiększające szansę przetrwania indywidualnych komórek.

Biolodzy ewolucyjni znajduą tutaj na pewno coś dla siebie - przecież taki mechanizm aż prosi się o włożenie go do worka z doborem grupowym - synem marnotrawnym ewolucji biologicznej. Dobór grupowy - uznawany długo za marginalny i nieprawdziwy mechanizm ewolucji (wszak działa jedynie dobór na poziomie osobnika, ewentualnie na poziomie indywidualnego genotypu) - często jest obecnie rehabilitowany w przypadku specyficznych zbiorowisk komórek bakteryjnych, gdzie współdziałanie (np. produkcja polisacharydów przez altruistyczne komórki) doprowadza do powodzenia całej grupy komórek, która jako biofilm lepiej radzi sobie z niekorzystnymi warunkami środowiska niż indywidualne komórki.

Choć oczywiście dobór grupowy wciąż jest jedynie marginalną ciekawostką biologii ewolucyjnej - praca Hayesa i jego teamu jest ciekawa. Otwiera bowiem zupełnie nowy rozdział w badaniach nad komunikacją komórek bakteryjnych - a ta, jak wiemy, może odgrywać niezaprzeczalną rolę w rozwoju wielu procesów chorobowych.


Elie J. Diner, Christina M. Beck, Julia S. Webb, David A. Low and Christopher S. Hayes. 2012. Identification of a target cell permissive factor required for contact-dependent growth inhibition (CDI). Genes and Development: 26: 515-525.  doi:10.1101/gad.182345.111