2013. február 5.

Szerző:
Szabó C. Szilárd

MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont • szbk.u-szeged.hu

Mit mondanak a baktériumok?

A bakteriális fertőző betegségek kezelésében és a biotechnológiai alkalmazásban is eredményeket hozhat az a kutatás, amelyet az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában végeznek. A 2010-ben felállt kutatócsoport, amelynek Galajda Péter is tagja, a baktériumok viselkedésével, kommunikációjával foglalkozik.


Galajda Péter 1992-ben speciális matematika tagozatos osztályban érettségizett a veszprémi Lovassy László Gimnáziumban. A Szegedi Tudományegyetemen 1997-ben diplomázott fizikus szakon, majd 2003-ban doktori fokozatot szerzett. Elmondása szerint véletlenül csöppent bele a biofizikába. A doktori munkáját már a Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában (SZBK) folytatta. Posztdoktori kutatásait az Egyesült Államokban a Princeton és a Harvard Egyetemen, valamint Hollandiában, a Delfti Műszaki Egyetemen végezte. Innen jött haza 2010-ben az MTA Lendület programjának egyik nyerteseként. Azóta Szegeden dolgozik. Ekkor állt fel egy új kutatócsoport az SZBK-ban, amelynek Galajda Péter is tagja.

Két E. coli baktériumtörzs alkotta kolónia mikroszkópos képe

Mit kutat a csoportjuk?
– A baktériumok viselkedésé­re fókuszálunk. Sok biológus és mikrobiológus kutatja az egysejtű szervezetek világát. Ők főként arra koncentrálnak, mi történik a baktériumsejtben, mi arra, mi történik a baktériumok csoportjával, mi határozza meg a működésüket, viselkedésüket. A baktériumok közössége több sejtek halmazánál. Az egyedek között valamiféle kapcsolat van. Ezeket a kapcsolatokat és kölcsönhatásokat próbáljuk feltérképezni. Azt is vizsgáljuk, hogy az egyedek közötti hatások hogyan vezetnek el egy működő, funkcionális, strukturált közösséghez, amely olyanra is képes, amire az egyes sejtek nem. Az emberek leginkább a fertőzésekkel hozzák összefüggésbe a baktériumokat. Kiderült, a fertőzések nem egyes sejtek, hanem a közösségek összehangolt működésének következményei. Egyetlen sejt nem tud bakteriális fertőzést okozni. Ahhoz az kell, hogy sokan „dolgozzanak” együtt. Ráadásul a sejteknek, amelyek összehangolt támadást indítanak a gazdaszervezet ellen, képesnek kell lenniük arra, hogy kommunikáljanak egymással.

Hogyan tudnak egymással kapcsolatot teremteni a bak­tériumok?
– Nemcsak a kommunikáció fontos itt, hanem bármilyen olyan kölcsönhatás a sejtek között, amely valamiféle csoportos viselkedést hoz létre. Ez a kommunikációnál egy biokémiai folyamat, de egyszerű fizikai kapcsolatok is lehetnek a sejtek között, amelyek csoportos viselkedést eredményeznek. Erre példa az úszómozgás, amit szintén vizsgál a kutatócsoportunk. Ha nagy tömegben vannak a baktériumok, akkor az egyik sejt mozgása befolyásolja a másik sejt mozgását. Különböző áramvonalak alakulnak ki. Ez bizonyítja, hogy az egyedek közötti kölcsönhatás segít szinkronizálni a viselkedést. A sejtek számára nagy energiafelhasználással jár az összehangolt támadás. Ahhoz például, hogy szilárd felületen tudjon mozogni a sejt, síkosító anyagot kell kibocsátania, amin úszkálni tud. Vagy ahhoz, hogy bizonyos anyagokat fel tudjon használni a környezetében, enzimeket kell kibocsátania, amelyek elkezdik lebontani ezt az anyagot. Ezek a dolgok akkor működnek jól, ha azt sok baktérium egyszerre csinálja.

A baktériumtenyészetek vizsgálata mikroszkóppal történik

Honnan tudja egy sejt, hogy elegen vannak már az adott feladathoz?
– Kell egy kritikus szám. Ezt szolgálja a kommunikáció egyik formája, amit quorum érzékelésnek hívunk. Ez a baktériumoknál úgy működik, hogy kibocsátanak egy jelzőmolekulát, amelynek koncentrációját érzékelik a környezetben. Ebből tudják, hogy mennyien vannak az adott helyen. Tudják, hogy elkezdhetik az akciót – közösen.

Milyen haszna lehet a kutatásuknak?
– Mivel a baktériumok minden fontos dolgot közösségben művelnek, ezért ha ismerjük a viselkedésüket, akkor majd be is tudunk avatkozni a működésükbe. Így például a bakteriális fertőző betegségek kezelésében érhetünk el eredményeket, sikereket, mert ha meg tudjuk zavarni a közösség kommunikációját, akkor meg tudjuk akadályozni az összehangolt támadást is. A baktériumokat azonban hasznos dolgokra, biotechnológiai alkalmazásokra is használjuk. Bioüzemanyagot, biogázt próbálunk velük előállítani. Ezekben a folyamatokban is baktériumközösségek, több száz faj vesz részt. Ám ahhoz, hogy tudjuk, melyik baktérium tud a másikkal együtt élni, vagy melyiknek szükséges a jelenléte ahhoz, hogy a biogáztermelésben fontos baktérium életben tudjon maradni, ahhoz tudnunk kell a közösségi szabályokat. Nem szabad olyan baktériumokat összerakni, amelyek elpusztítják egymást, hanem olyanokat kell összetenni, amelyek együttműködőek. A gyógyászati, tehát a fertőzések elleni küzdelem mellett a biotechnológiai alkalmazás is fontos lehet, amikor a baktériumokat hasznos feladat elvégzésére akarjuk rávenni.•


 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021
Címkék

Innotéka