Bacteria also communicate with each other

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Now it is known - bacteria can also communicate with each other, listen in on other bacteria and agree on a uniform procedure. For their work on this topic, the two microbiologists Bonnie L. Bassler and Michael R. Silverman are now receiving the Paul Ehrlich and Ludwig Darmstaedter Prize. This research could potentially help avoid antibiotics if one could simply interfere with the communication signals instead.

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shutterstock.com / nobeastsofierce

Detección de quórum:

Eu utilizo a comunicação através da célula por coordenadora do comportamento collettivo em resposta a sinais da densidade celular e da composição das espécies da comunidade. Questo processo si chiama anche detección de quórum, o QS. Questo processo di comunicazione dipende dalla densità cellulare e non è efficace se non quando la concentrazione di alcune molecole di segnalazione extracellulare (gli autoinduttori) rilasciate dai batteri supera un livello massimo nell'ambiente. Queste molecole di señalisation, o IA, possono desencadrer un processo di regolazione genetica, permettendo l'espressione di informazioni genetiche specifiche nel batterio recettore (cioè l'espressione di geni). Questo processo è già stato dimostrato in più di 70 batteri.

Allo stesso modo in cui si verifica con il linguaggio umano, queste frasi variano anche tra le specie batteriche. Bijvoorbeeld, alcuni batteri possono interpretare più segnali diversi, mentre altri non reagiscono se non a un piccolo numero tra loro. Met behulp van dit communicatieproces kunnen de batterijkolonies verschillende functies vervullen: esporulación (es decir, proceso de formación de esporas), bioluminiscencia (es decir, capacidad de producir luz), virulencia (es decir, capacidad de infectar), conjugación (es decir, transferencia del genoma a través del contacto celular), competencia (es decir, capacidad de captar ADN y, por lo tanto, de transformarse) y formación de biopelículas (es decir, comunidad de vida con una matriz similar a la limo).

¿Cómo funciona la EQ?

Durante la fase riproduttiva dei batteri, essi sviluppano la IA. Mentre i batteri gramnegativas produono le cosiddette acil-homoserina-lactonas (HSL), nei batteri grampositivas le feromonas extracelulari sono i responsabili della comunicazione cellulare. Les HSL peuvent atteindre la paroi cellulaire de manière passive, tandis que les ferromones doivent être transporttées de manière active à travers la paroi cellulaire avec l'aide d'une énergie supplémentaire (c'est-à-dire l'ATP). Nei due casi, le IA provengono da cellule individuali. Quando eu bato proliferano, a concentração de autoindutores aumenta e raggiunge una "masa crítica". L'effetto di questo umbral è che è energeticamente sfavorevole se gli IA continuano a scappare dalle cellule (cioè, per equilibrio di diffusione o trasporto). Questo aumenta la concentrazione all'interno delle cellule. Uma vez que esta questão se concentra no intracelular aumenta, a IA se uniscono ai recettori del batterio, riducendo le sequenze e permettendo l'espressione dei geni. No molti batteri, il cambiamento nell'espressione dei geni implica il cambiamento di più IA.

QS sobre la coordinación del desarrollo de la enfermedad :

Il célèbre bactérie gramnegative responsabile delle malattie Vibrio ch olerae (c'est-à-dire l'agente responsabile del colza) utilizza il QE per il contagio (c'est-à-dire la virulenza) durante l'infezione dal colza. Neste processo, il batterio costruisce delle biopellicole per trasportare più efficacemente i nutrimenti tra le colonie, proteggendole. Questi processi di comunicazione aumentano la capacità del batterio di riprodursi e di isolare la tossina del carbone, che può causare una grave malattia diarroica nell'uomo.

Com este objectivo de continuar a estudar, eu ricercatori stanno studiando il processo di EQ del V. cholerae vem possibilità terapeutica. A partir de 2015, o estúdio irá receber mais informações sobre a evolução das baterias dos auto-indutores dos biopelmanipuladores e os seus processos de infiltração. Questo permette al sistema immunitario umano di rimanere inattivo durante la fase dell'infezione, che in altro modo sarebbe più veloce. La rilevanza medica esiste anche vem possibile soluzione al problema del forte aumento della resistenza agli antibiotici tra diversi batteri.

Rilevanza medica :

Anche se la ricerca di Silverman e Bassler ha creato una nuova comprensione dei processi delle colonie microbiche, questo è avvenuto dopo anni di persuasione e dopo molte pubblicazioni. Gedurende lange tijd hebben de deskundigen gedacht dat QE slechts een speciale uitdrukking was tussen het beslag Vibrio fischeri en de calamar enano en dat het niet geassocieerd was met andere beslagmengsels. Oggi, il QE è stato rilevato in varie occasioni e offre anche un potenziale medico. Por combatente eu germi resistenti agli antibiotici, si può utilizzare il sistema di intelligenza artificiale di questi ultimi. Por lotare control vari batteri diversi in parallelo, è più efficace la frustrazione di un sistema di IA generalmente efficace. Eu ricercatori lavorano attualmente in modo intensivo su questi concetti, ma le sostanze non sono ancora sufficientemente efficaci per un effetto clinico e non possiedono tutte le caratteristiche richieste per un farmaco. Ook é um efeito omgekeerd denkbaar, zei hij, indien EQ zou kunnen worden gebruikt om de werking van de gunstige bacteriën in de darmen en de huid te bevorderen.

Nel 2019, Bassler ha dimostrato che i finocchi (cioè i virus che attaccano i batteri) utilizzano anche il QE per sperimentare il momento di maggiore densità dei batteri. Se se infettano i batteri quando il loro numero è maggiore, anche la probabilità che la discendenza dei fagioli sia maggiore è maggiore.

A cause della pandemia di Corona, la cerimonia di consegna dei premi sarà rinviata al 14 marzo 2022.

Conclusie:

La scoperta dei sistemi di rilevamento del quorum nei batteri può essere uno dei primi passi nello sviluppo di conoscenze microbiologiche e mediche più efficaci per la ricerca degli antibiotici. Le ultime ricerche sulla comunicazione microbica non sono che l'inizio.


Author

Danilo Glisic

Last Update

28.06.2021

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