Även om bakterier inte har några sensoriska organ i klassisk mening, de är fortfarande mästare i att uppfatta sin miljö. En forskargrupp vid University of Basel's Biozentrum har nu upptäckt att bakterier inte bara svarar på kemiska signaler, men har också en känsla av beröring. I deras senaste publikation i Vetenskap , forskarna visar hur bakterier känner igen ytor och reagerar på denna mekaniska stimulans inom några sekunder. Denna mekanism används också av patogener för att kolonisera och attackera deras värdceller.

Det vara genom slemhinnan eller tarmfodret, olika vävnader och ytor i vår kropp är portar för bakteriella patogener. De första sekunderna - beröringsögonblicket - är ofta avgörande för framgångsrika infektioner. Vissa patogener använder mekanisk stimulering som en utlösare för att framkalla deras virulens och förvärva förmågan att skada värdvävnad. Forskargruppen som leds av prof. Urs Jenal, vid Biozentrum vid universitetet i Basel, har nyligen upptäckt hur bakterier känner att de är på en yta och vad som exakt händer under dessa avgörande första sekunder.

Forskning fokuserade endast på kemiska signaler

Under de senaste decennierna har forskning har gjort enorma framsteg när det gäller att utforska hur bakterier uppfattar och bearbetar kemiska signaler. "Dock, vi har liten kunskap om hur bakterier läser upp mekaniska stimuli och hur de förändrar sitt beteende som svar på dessa signaler, "säger Jenal." Med den icke-patogena Caulobacter som modell, vår grupp kunde för första gången visa att bakterier har en känsla av beröring. Denna mekanism hjälper dem att känna igen ytor och att framkalla produktionen av cellens egna omedelbara lim. "

Hur bakterier känner igen ytor och håller fast vid dem

Simmande Caulobacter -bakterier har en roterande motor i sitt cellhölje med ett långt utskjutande, flagellum. Flagellums rotation gör att bakterierna kan röra sig i vätskor. Till stor förvåning för forskarna, rotorn används också som ett mechano-avkännande organ. Motorrotation drivs av protonflöde in i cellen via jonkanaler. När simceller vidrör ytor, motorn störs och protonflödet avbryts.

Forskarna antar att detta är signalen som startar svaret:Bakteriecellen ökar nu syntesen av en andra budbärare, vilket i sin tur stimulerar produktionen av ett adhesin som stadigt förankrar bakterierna på ytan inom några sekunder. "Detta är ett imponerande exempel på hur snabbt och specifikt bakterier kan ändra sitt beteende när de stöter på ytor, säger Jenal.

Bättre förståelse för infektionssjukdomar

"Även om Caulobacter är en ofarlig miljöbakterie, våra resultat är mycket relevanta för förståelsen av infektionssjukdomar. Det vi upptäckte i Caulobacter gäller också viktiga mänskliga patogener, "säger Jenal. För att bättre kontrollera och behandla infektioner, det är obligatoriskt att bättre förstå processer som sker under de allra första sekunderna efter ytkontakt.