(تصاویر) باکتری‌ها چگونه نقاشی می‌کنند؟!

فرارو- فاطمه نورنژاد؛ اخیراً دانشمندان آمریکایی موفق به مشاهده فعل و انفعالات فیزیکی بین انواع مختلف میکروب ها، شدند که می‌تواند الگو‌های ظریفی شبیه به یک گل را ایجاد کند. این کشف جدید جدای از ظاهر هنری آن، می‌تواند بشر را در پیدا کردن راه حل‌های جدید در مبارزه با بیماری‌های عفونی کشنده یاری دهد. وبسایت Science News طی گزارشی به این یافته جدید فیزیک دانان دانشگاه کالیفرنیا، پرداخته است.

هنگامی که باکتری‌های چسبنده را در یک ظرف کشت میکروب، در کنار باکتری‌های متحرک قرار دهیم، اصطکاک بین این دو می‌تواند باعث ایجاد شدن الگو‌های خیره کننده‌ای شبیه به گل شود. باکتری‌های Escherichia coli که روی ماده‌ای مشابه ژل به نام آگار رشد می‌کنند، تمایل به چسبیدن بر روی سطح دارند به همین دلیل کلونی‌های این میکروب در سطح وسیع گسترش نمی‌یابد. در مقابل کلونی باکتری‌های Acinetobacter baylyi در چرخه‌هایی که به سرعت رشد می‌کنند، می‌توانند گسترش می‌یابند، زیرا این باکتری‌ها می‌توانند بر روی زائده‌های مو شکل روی سطح آگار حرکت کنند. «لو تیسمرینگ»، فیزیکدان نظری دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، در این خصوص می‌گوید: «ما وقتی این دو باکتری را با هم ترکیب کردیم، متوجه شدیم که این باکتری‌ها در حال ایجاد ساختار‌هایی هستند که از لحاظ ذهنی کاملاً هنری به نظر می‌رسند.»

لو و همکارانش دریافتند که برهم کنش‌های فیزیکی بین این دو نوع باکتری، الگو‌هایی شبیه به «گل» را ایجاد می‌کند. لو می‌گوید که باکتری متحرک A. baylyi با حرکت خود، باکتری E. coli را همانند یک گلوله برف، به جلو هل می‌دهد. اما باکتری‌های E. coli با چسبندگی خود مقاومت کرده و موجی از باکتری‌های A. baylyi را مانند یک باند لاستیکی پیچیده شده در اطراف یک بادکنک، نگه می‌دارند. با این حال در بعضی از جا‌ها باکتری‌های E. coli مقاومت کمتری از خود نشان داده و مانع محکمی ایجاد نمی‌کنند. در این فضا‌ها باکتری‌های چابکتر از بین می‌روند و بدین شکل، طرح‌هایی شبیه به گلبرگ‌هایی یک گل را رنگ آمیزی می‌کنند و مسیر را برای پیشروی دیگر باکتری‌ها ایجاد می‌کنند. این پیشروی باکتری‌ها در فواصل نسبتاً منظم اتفاق می‌افتند و شکوفه‌هایی نسبتاً متقارن را ایجاد می‌کنند.

ایجاد شکل گلبرگ، بستگی به عواملی همچون سرعت حرکت باکتری A. baylyi، میزان چسبندگی باکتری E. coli به سطح و نسبت مقدار هر یک از باکتری‌ها در لبه‌های کلونی، دارد. همچنین باکتری‌های E. coli باید از باکتری‌های A. baylyi تعداد بیشتری داشته باشند یا اینکه باکتری‌های متحرک، سرعتی بالاتری در برابر باکتری‌های ایستا به کار ببرند. تیسمرینگ و تیمش، نتایج این تحقیق را ۱۴ ژانویه در نشریه eLife منتشر کردند.

چنین پژوهش‌هایی برای توضیح چگونگی واکنش بین مواد شیمیایی ممکن است الگو‌های تورینگ تولید کند - الگو‌های منظم و تکراری مانند لکه‌ها یا نوار‌ها روی پوست حیوانات که در طبیعت وجود دارد. تیسمرینگ می‌گوید، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که علاوه بر مواد شیمیایی، دانشمندان باید به چگونگی کمک نیرو‌های مکانیکی به شکل گیری الگو‌های منظم نیز توجه کنند.

درک چگونگی رشد باکتری‌ها در محیط‌های مختلط (وجود چند نوع باکتری در یک محیط) ممکن است نحوه شکل گیری «زیست لایه ها» (اجتماعی از سلول‌های میکروارگانیسمی) را تحت تأثیر قرار دهد و محققان را قادر سازد روش‌های بهتری برای ایجاد اختلال در این اجتماعات متشکل از انواع مختلف میکروب ها، ابداع کنند. امروزه ثابت شده است که برخی از زیست لایه‌ها با عفونت‌های بسیار کشنده و بدون درمان مرتبط هستند، بنابراین در صورت تحقق این امر می‌توان امیدوار بود که درمان چنین بیماری‌های عفونی نیز، در آینده دشوار نخواهد بود.