Egal, wie oft es ist nachgewiesen , es ist immer noch schwer zu Bakterien als soziale vorstellen , Kommunikation Kreaturen.
Aber mit Hilfe eines Signalsystem namens " Quorum Sensing ", diese Einzeller radikal ihr Verhalten zu ändern, um ihre Bevölkerung zu entsprechen. Kurz gesagt, einige Bakterien "wissen", wie viele von ihnen vorhanden sind, und entsprechend handeln.
Sobald die Bevölkerung von Quorum -Sensing- Bakterien , die Millionen erreicht, kann sie von harmlosen , pathogene ändern, oder von wenig hilfreich, hilfreich. Die Quorum -Sensing- Meldungen werden in kleine Moleküle, die die Bakterien freizusetzen und deren Konzentration zu messen Bakterien durchgeführt.
Blockieren solches Signal kann ein Bakterium vom Drehen , im allgemeinen Sprachgebrauch , böse zu verhindern.
Helen Blackwell, Professor für Chemie an der University of Wisconsin-Madison , macht seit künstliche Verbindungen, die die natürliche Quorum -Sensing- Signale , darunter auch einige , die ein natürliches Signal von der Bindung an seine Zielprotein blockieren, zu imitieren.
In der Forschung veröffentlicht n der Zeitschrift Chemistry
In der Studie mit den jüngsten Studenten Joseph Gerdt und Christine McInnis , Blackwell erwartet, dass sie , indem sie diese Änderungen Punkt klopfen sie heraus, oder zu deaktivieren , die Signale durchgeführt . Manchmal jedoch kann die Änderungen tatsächlich ein Aktivierungssignal umgewandelt in ein Deaktivierungssignal , oder umgekehrt.
" Es war überraschend , dass so kleinere Verbesserungen , sehr subtile Veränderungen , die an das Protein würde eine Verbindung von einem Hemmstoff, um einen Aktivator zu konvertieren, oder schalten Sie einen Aktivator in einen Inhibitor ", sagt sie . "Das zeigt, dass die niedermolekularen Steuerung von Quorum Sensing ist sehr fein abgestimmte , viel mehr als wir selbst erwartet hatte."
Quorum Sensing ist in vielen , aber nicht allen , Bakterien und ihre Vorteile klar. Ein paar hundert Bakterien können nicht darauf hoffen , ein Tier -Host zu überwältigen, so liegen niedriger und Ausweichen von Immunangriff ist eine gute Überlebensstrategie . Aber sobald sie in die Millionen zählen, können sie das Immunsystem zu überwältigen und zu reproduzieren unversehrt.
Nach Quorum Sensing bietet die Angriffssignal kann eine Gruppe von Bakterien mehr infektiös werden und beginnen, kleine , giftige Moleküle oder gewebezerstörenden Enzymen absondern. Sie können auch Biofilme bilden , einen harten Film, der Flächen bedeckt und schützt Bakterien Mitglieder vor Schaden .
Quorum sensing können auch direkt Bodenbakterien , die Sojabohnenwurzelninfizieren zu ernten Stickstoff aus der Atmosphäre und zur Verbesserung der Ernteerträge.
Blackwell , der Quorum Sensing für mehr als 10 Jahren untersucht wurde , erklärt, dass die Hemmung Quorum Sensing kann einen neuen Weg, um pathogene Bakterien zu steuern. " Wir nähern uns dem Ende der Antibiotikum Zeit , zum Beispiel Bakterien entwickeln Resistenz gegen einige unserer modernsten Medikamente und Wissenschaftler nach alternativen Möglichkeiten , um Bakterien zu kontrollieren suchen. "
Während aktuelle Antibiotika sind entworfen, um Mikroben zu töten, würde das Ziel des Quorum Sensing , sie zu " zähmen " und harmlos zu halten , sagt Blackwell . "Wenn diese " on / off " Proteinmodifikationen sind ebenso wichtig wie wir gefunden haben , können sie uns dabei helfen , neue Verbindungen zu Quorum Sensing zu hemmen und reduzieren den Schaden von bakteriellen Infektionen , ohne dass die Arzneimittel-Resistenz , die Herstellung ist heute so viele Probleme . "
Die Reduzierung der Infektiosität kann dem Immunsystem zu helfen, deaktivieren Sie das Pathogen , sagt Blackwell . In Verfahren wie Hüft- oder verbrennen Behandlung, bei der Infektion ist üblich , " könnte dies prophylaktisch verwendet werden, oder zu ergänzen und verlängern die Lebensdauer von Antibiotika. "
Die Studie wurde auf Gram -negative Bakterien, die aus vielen Medikamenten von einer Doppelmembran geschützt werden ausgeführt. "Sie haben auch viele böse Pumpen , die diese Medikamente, die nicht geben auswerfen ", sagt Blackwell .
Gramnegativeenthalten E. coli , Salmonellen, Shigellen und Pseudomonas . Die Mitglieder der Gruppe Ursache Cholera . Tripper . Meningitis . Legionärskrankheit Und respiratorischen und gastrointestinalen Erkrankungen.
Gramnegative " sind wahrscheinlich die schwierigsten Infektionen und die Medikamente, die wir wirklich haben, andernfalls ", sagt Blackwell . "Aber es gibt auch eine Faszination zu sehen, wie diese sehr einfachen Organismen zusammenschließen, um Dinge, die in kleinen Stückzahlen möglich sind zu tun.
" Die Verbindungen und Proteinmodifikationen wir in der aktuellen Studie identifiziert werden als nützliche Forschungswerkzeuge dienen der Aufklärung und vielleicht umzuleiten, ihre" kleinen Teamarbeit . "