Forradalmi felfedezés: a baktériumok is intelligensek
A vizsgálat során Saeed Tavazoie biológiaprofesszor és két társa az E.Coli viselkedését tanulmányozta, és azt az amúgy régóta fennálló kérdést kívánta megválaszolni, hogy hogyan reagál az élőlény az oxigénszint és a hőmérséklet változásaira, amikor belép a gyomorba – írja a HVG. A hagyományos válasz szerint aerob légzésről anaerob légzésre vált, miután érzékelte, milyen környezetbe is került - ám ha ez igaz, akkor a baktérium már nagy bajban lenne, mivel ez a reakció nem optimális, gyakorlatilag már túl későn hozza meg a döntést.
A kutatók szerint az E.Coli életciklusa során nemcsak az oxigénszint, hanem a hőmérséklet is változik, ez pedig olyan folyamatokat indíthat be, amely "felkészíti" az élőlényt az oxigénhiányra, a hőmérsékletszint emelkedése ugyanis ugyanazt a reakciót váltja ki, mint az oxigénszint csökkenése: a hőmérséklet emelkedésével az aerob légzéshez szükséges összes kén kikapcsolt. Tavazoie szerint mindez azt jelenti, hogy a baktérium "megtanulta" azt, hogy bizonyos hőmérsékleteket bizonyos oxigénszintekkel kell összekötnie.
Míg az összetettebb idegrendszerű élőlények egy élet alatt képesek ezt megtanulni, addig a bakteriális tanulás több generáción át tart, olyannyira, hogy evolúciós folyamatként tudunk róla beszélni. A kutatók ezen folyamat vizsgálatára egy Evolution in Variable Environment névre keresztelt virtuális ökoszisztémát hoztak létre. Ebben a számítógépes környezetben minden mikrobát egymással szoros kapcsolatban lévő gének és fehérjék hálózataként ábrázolnak és azt követik, hogy ezek a folyamatosan fejlődő populációk hogyan küzdenek a környezetben lévő limitált erőforrásokért. A modellben több száz gén, fehérje és egyéb biológiai tényező jellegzetességeit kellett megfigyelni, az egyetem szuperszámítógépeinek kapacitásával is 18 hónapnyi számítás kellett a kísérletek elvégzéséhez, nyilatkozta Ilias Tagkopoulos, a kísérletben résztvevő egyik kutató. "Gyakorlatilag logikai feladványokat kellett megoldaniuk a baktériumoknak, így tudták "megjósolni" az etetési időket", mondta Tagkopoulos.
A felfedezés révén nemcsak azt lehet jobban átlátni, hogy miként fejlődnek ki szövetek és szervek vagy hogyan terjednek el a szervezetben a vírusfertőzések, hanem az is megérthető, hogy a baktériumok hogyan képesek mutációk révén ellenállni az antibiotikumoknak, hosszabb távra előrenézve pedig ez a kutatás abban is segíthet, hogy megszülethessen a környezetszennyezést eltakarító baktériumfaj is. A kutatás eredményeit a Science június 6-án megjelent számában publikálta a Princetoni Egyetem csoportja.
