دراسة تكشف عن أن البكتيريا تستطيع التحدث إلى بعضها عن طريق الإشارات الكهربائية

اكتشف العلماء أن البكتيريا لديها القدرة على التواصل عن طريق الإشارات الكهروكيميائية مثل الخلايا العصبية التي لدينا بالضبط، وليست الخلايا المنفردة فقط القادرة على التواصل، ولكن المستعمرات الميكروبية المختلفة من الممكن أن تتكلم مع بعضها وتنسق أعمالها معًا حتى تدير مواردها. الغريب أن هذا البحث جاء عن طريق الصدفة، فالعلماء في الأساس كانوا يقومون بدراسة «الأغشية الحيوية البكتيرية – Bacterial biofilms» ووجدوا أن البكتيريا تستخدم مغذيات أهمها حمض أميني يدعى «غلوتامات – Glutamate» للتكاثر.

هذه البكتيريا عندما تصل إلى حجم معين تتوقف عن النمو لفترة قصيرة، ثم تعود للنمو مرة أخرى، وهذا الأمر جعل العلماء يتسائلون عن أسباب هذه الظاهرة الغريبة، فبدأوا بافتراض أن هناك وسيلة تواصل بين البكتيريا تسبّب هذه الظاهرة، وللتأكد من ذلك قاموا بتغطية المستعمرات البكتيرية بصبغة فلورسنتية حيث أن هذه تتغير إضائتها عند مرور تيار كهربائي بها. وفعلًا وجدوا أن المستعمرات تستخدم أيونات البوتاسيوم –أجسام كهربائية مشحونة- حتى تبعث إشارات في شكل موجة كهربائية تُمَكّنها من التواصل. عندما تصل المستعمرة إلى حجم معين، البكتيريا الموجودة على حواف المستعمرة تكون لديها إمكانية أفضل للوصول إلى الـ«غلوتامات – Glutamate» من البيئة المحيطة، بينما البكتيريا التي في الوسط ستعاني من المجاعة بسبب عدم وصول الغلوتامات اليها ونقصها ، فتبدأ هذه البكتيريا بإرسال إشارات كهربائية إلى البكتيريا المتواجدة على الأطراف حتى يُوقِفوا استهلاك المغذيات، بمعنى آخر أن يوقفوا النمو حفاظًا على المستعمرة، عندها البكتيريا على الأطراف ترسل المغذيات (الغلوتامات) للبكتيريا في قلب المستعمرة لتغذيتها. بعد تغذية البكتيريا التي في قلب المستعمرة، تبدأ بإيقاف إرسال إشارات الجوع –الإشارات الكهربائية– فتعود البكتيريا التي على الأطراف لامتصاص الغلوتامات من البيئة مرة أخرى والعودة إلى النمو. قال الدكتور «Gurol Suel - جرول سويل» أن هذه الخلايا تتواصل عن طريق قنوات أيونية بإشارات عصبية مثل الخلايا العصبية بالضبط وكأنها (عقل ميكروبي).

إذًا الخلاصة، وظيفة هذه الإشارات الكهربائية أن تتحكم بالعمليات الحيوية داخل المستعمرة البكتيرية، ولم يُعّرف لها استخدام آخر. دورية «Nature» عقّبت أن كل الكائنات لديها نوعٌ من القنوات الكهربائية، لتمرير أيون البوتاسيوم، ويروّن أن هذه الخاصية تنتمي أكثر لخصائص الخلايا العصبية. ورغم تسليط الضوء على مستعمرات البكتيريا المفرّدة، إلا أن البكتيريا المعزولة في المواد السائلة قادرة على التواصل بالآلية نفسها، لأن في النهاية أيونات البوتاسيوم تنتقل بفعالية في المواد السائلة. العلماء يأملون أن يخترقوا الاتصال ما بين الخلايا ومنعها نهائيًا، عن طريق علاج يستطيع حجب الإشارات الكهروكيميائية وعكس اتجاهها.

- المصدر

إعداد: كاميليا محمد | ترجمة: مريم الأشقر | تدقيق: حسن خروب | تصميم: أفنان أبوزيد