د ريهام حسني تكتب: لغة البكتيريا فى التواصل

باحث – المعمل المرجعى للرقابة البيطرية على الانتاج الداجنى – معهد بحوث الصحة الحيوانية – مركز البحوث الزراعية – مصر

قبل أن نتحدث عن لغة البكتيريا فى التواصل يجب أن نعرف ما هي البكتيريا؟ البكتيريا هي كائنات حية وحيدة الخلية لديها القدرة على أن تتكاثر بواسطة الانقسام الثنائي من أجل انتاج خلايا جديدة، ومن ثم تبدأ عملية التواصل بين تلك الخلايا. لذلك كان لابد من دراسة لغة البكتيريا وطبيعة سلوكها في عملية التواصل.

استشعار النِّصاب Quorum Sensing :

من المتعارف أن البكتيريا تشعر بكثافة أعدادها من خلال التواصل مع بعضها البعض بلغات خاصة عن طريق انتاج مجموعة من الإشارات الكيميائية خلال ظاهرة تسمى استشعار النِّصاب Quorum Sensing  وكلما زادت الكثافة العددية داخل التجمعات البكتيرية، زادت قوة التواصل بين الخلايا، مما يؤدي إلى تنسيق أكبر في تنظيم عدة سلوكيات مثل تكوين البيوفيلم  (biofilm)، والضراوة  (virulance)، ومقاومة المضادّات الحيوية. اشارت الابحاث الى ان البكتيريا لا تتواصل فقظ مع أفراد النوع ذاته بل أيضاً تتواصل مع الأنواع الأخرى من البكتيريا بواسطة هذه الإشارات الكيميائية.

تنقسم انواع البكتيريا الى فئتين: (بكتيريا ايجابية الجرام وبكتيريا سلبية الجرام) مما يجعل كل نوع منهما تسلك سلوكًا معينا يمكّنها من التواصل مع بعضها البعض ويرجع اختلاف أنواع البكتيريا الى قدرتها على التلون باستخدام صبغة جرام بالإضافة إلى أساس بنية الجدار الخلوى وتواجد الغشاء الخارجى حيث تظهر البكتيريا إيجابية الجرام باللون البنفسجي لأنها تحتفظ بالصبغة بسبب وجود طبقة الببتيدوجليكان peptidoglycan)) التى تتكون من مجموعة من السكريات والأحماض الأمينية أما البكتيريا سلبية الجرام فهي نوع من البكتيريا لا يحتفظ بالصبغة البنفسجية؛ بل تظهر باللون الأحمر بسبب وجود آثار صبغة سافرانين.

تم اكتشاف عملية استشعار النصاب من قبل العالم ” نيلسون عام 1970″حيث تم اكتشاف ثلاث أنواع من الجزيئات الكيميائية المشاركة في عملية استشعار النّصاب :

1-  اسيل هوموسيرين لاكتون (acylhomoserine lactone) المعروف باسم (AHL)  وهو شائع في البكتيريا سلبية الجرام والذى يحتوى على عدد ( 4 حتى 18) ذرة كربون و ينتج بواسطة بروتين يعرف باسم (acyl-ACP) ، وإنزيم يعرف باسم (acyl-homoserine   lactone synthases) ومادة متفاعلة (S-Adenosyl methionine)

ويتم الكشف عن هذه الجزيئات)  باستخدام كواشف biosensors C. violaceum (CV026) و A. tumefaciens NT1 (pZLR4) وأيضا باستخدام جهاز LC-MS.

2-  اوتوانديسينج ببتيد (autoinducing peptide) المعروف باسم (AIP)، وهو شائع في البكتيريا موجبة الجرام .

3- المحفّزات الذّاتية -(autoinducer- 2) 2 المعروف باسم  (AI-2)وتستخدمها البكتيريا سالبة الجرام وموجبة الجرام.

أهمية التواصل بين البكتيريا:

تأتى أهمية التواصل بين البكتيريا فى القيام بتنظيم العمليات الاتية :

1-  مقاومة المضادات الحيوية

تواصل الخلايا البكتيرية المقاومة للمضادات الحيوية مع خلايا بكتيرية أخرى أقل مقاومة للمضادات الحيوية يزيد من قدرة هذه الخلايا على مقاومة المضادات الحيوية.

2- زيادة عوامل الضراوة

وذلك من خلال افراز الجزيئات الكيميائية بواسطة البكتيريا التي تمكن البكتيريا من تكوين المستعمرات ومقاومة الجهاز المناعى وأخذ الغذاء من العائل.

3-  اكتساب مناعة ضد الفيروسات الأكلة للبكتيريا (البكتريوفاج)

تواصل الخلايا البكترية يجعل لديها القدرة على اكتساب مناعة ضد الفيروسات الأكلة للبكتيريا حيث انها تتمكن من قياس عدد الخلايا في مستعمراتها التى تساعدها فى امتصاص أجزاء من الحمض النووي لهذه الفيروسات ثم تخزينها في بنوك الذاكرة لكى تقوم بتدميرها عند التعرض لإصابات فيروسية مستقبلية.

4-  تكوين البيوفيلم

تقوم الخلايا بالتّواصل عن طريق إدراك النّصاب  حيث يتم انقسام الخلايا وتكوين خلايا جديدة وتكوين البيوفيلم الذى بدوره يجعل الخلايا أكثر مقاومة للمضادّات الحيويّة.