لغة البكتيريا هل سمعت بوجودها من قبل

لغة البكتيريا : تم اكتشاف البكتيريا المسماة سالمونيلا سنة 1885 على يد الدكتور Theobald Smith ابن مهاجر ألماني إلى نيويورك.

بعدما أنهى دراسة الطب عام 1883 كان لديه شغف في دراسة الميكروبات، وبما أنه متقن للغة الألمانية فهو متابع جيد لأبحاث الدكتور Robert Koch من آباء علم الميكروبيولوجي.

وبعد نجاحه في عزل الميكروب الذي يسمى حالياً Salmonella colar swiss قام مديره Daniel salmon بوضع اسمه على البحث وتجاهل إسم ثيوبولد.

وبعد عدة سنوات تم تسمية الميكروب على إسم المدير.

أحداث علمية كثيرة حدثت بهذا الشكل وتاريخ جوائز نوبل مليئة بقصص مشابهة.

ولو افترضنا أن بكتيريا السالمونيلا تريد أن تعترض فهل يمكنها ذلك؟ هل الميكروبات لها لغة؟

ما هي لغة البكتيريا

اكتشف علماء الميكروبيولوجي خاصية في البكتيريا تدعى Quorum Sensing أو استشعار النصاب القانوني.

والهدف من هذه الخاصية أن البكتيريا تستطيع تقييم عدد الخلايا البكتيرية الأخرى المحيطة بها في نفس البيئة، فتقوم بإرسال واستقبال معلومات استخبارية.

عن كثافة الخلايا البكتيرية في المنطقة كي يتخذوا قراراً جماعياً بتنفيذ مهمة تحتاج إلى عدد كبير منهم، وينسقون فيما بينهم ليتخذوا القرار بشكل متزامن وفي الوقت الصحيح.

المفروض أن البكتيريا كائنات وحيدة الخلية وصغيرة جداً ولفترة طويلة تم اقتراض أنها كائنات بوهيمية تفعل ما يحلو لها.

لكن مؤخراً تم فهم أن هذه البكتيريا تتوافق وتتناغم فيما بينها، وأهم تناغماتها التي تتطلب تنسيقاً كبيراً فيما بينها هي BioFilms.

ونراها في الطبيعة على هيئة صور عديدة أقربها لنا هي تراكم البليك Dental Plaques على الأسنان.

بليك الأسنان ما هو إلا طبقة رقيقة جداً من البكتيريا ملتصقة بسطح السن، وحتى يحدث الالتصاق وتتراكم البكتيريا بالشكل المنظم الذي نراه على سطح السن.

يجب أن يتعاونوا فيما بينهم في إنتاج Matrix كالخرسانة التي تساعدهم فيما بينهم وبسطح السن ولا ينتجوا هذه الخرسانة إلا عندما يتوفر عدد كاف منهم.

فلو كان العدد الموجودين قليل وليس كاف لا يتكون BioFilm.

كيف يحدث Quorum Sensing

Quorum Sensing

الخلايا البكتيرية تستطيع تبادل المعلومات فيما بينها وما هو إلا إشارات كيميائية تفرزها الخلايا البكتيرية للبيئة المحيطة بها.

وعند زيادة عدد البكتيريا تتراكم الإشارات مع الوقت حتى تصل إلى مستوى معين فيعلو صوتها وعندما تستقبله الخلايا الأخرى تبدأ تستحث لتتصرف بطريقة معينة.

على سبيل المثال أنها تبدأ بإنتاج Matrix الذي يكون Biofilm، وهي أحد الطرق التي تستخدمها البكتيريا في مقاومة المضادات الحيوية.

فتجد المضادات صعوبة شديدة في اختراقها، ومن هنا يظهر لنا أهمية فهم اللغة التي تتحدث بها البكتيريا.

لأننا لو استطعنا سماعها وفهم ما يقولونه، يمكن أن نطور مواد كيميائية تشوش على نظام الاتصالات فتضعف قدرتهم على الحركة المنظمة.

وهذه الحركة تسمى AntiVerulance Abroach وهذا أحد أهم الاتجاهات البحثية المتواجدة بقوة على الساحة.

في وقت البشر فيه على وشك أن يخسروا معركتهم مع البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

الفيروسات تتواصل فيما بينها

ويظهر أن البكتيريا ليست وحدها من تملك القدرة على الحوار واللغة، موخراً تم فهم أن الفيروسات أيضاً لها لغة.

في عام 2017 نشر بحث في مجلة Nature يقول أن Bacteriophage وهو أحد أنواع الفيروسات التي تصيب البكتيريا.

هو أيضاً يتبادل معلومات بينه وبين أنظاره ليأخذوا قراراً بالتنسيق فيما بينهم إما بالهجوم أو ضبط النفس.

عندما Bacteriophage يعدي الخلية البكتيرية يكون عنده خيارين:

إما يدخل في مرحلة Lytic Cycle أي يتكاثر بسرعة وينتج الكثير من نسخه لكن كي تخرج هذه النسخ من الخلية المصابة تحتاج هذه الخلية إلى أن تنفجر.

الاختيار الآخر هو أن يدخل الفيروس في مرحلة نسميها Lysogenic Cycle أي مرحلة الكمون يبقى فيها داخل خلايا البكتيريا ولا يقوم بالتكاثر فيحافظ على البكتيريا المستقبلة.

حسب طبيعة الظروف المحيطة بالفيروس phage يمكن أن يكون له الخيار الأفضل بينهما، ففي بداية العدوى يكون عدد الفيروسات قليل وعدد البكتيريا كثير أي خلايا العائل متوفرة.

فيكون من مصلحة phage أن ينتهز هذه الفرصة ويدخل في مرحلة التكاثر. لكن مع الوقت عدد الفيروسات يتكاثر وعدد البكتيريا يقل.

لأنها تستمر بالانفجار فتقوم نسخ الفيروس في هذه المرحلة بالدخول في مرحلة الكمون حتى تعود الظروف إلى التحسن.

كيف تتخذ الفيروسات هذا القرار بالإجماع؟

كيف يستطيعون التنسيق فيما بينهم ليرفعوا أو يخفضوا الأداء حسب الحاجة؟

قامت أبحاث كثيرة لكي يجيب العلماء على هذا السؤال، لكن الصورة ما تزال ضبابية حتى خرج البحث في مجلة Nature.

ويقول البحث باختصار أنه عندما فيروس يعدي الخلايا البكتيرية يرسل رسالة بشكل بروتين صغير اسمه Arbitrium.

يخرج من الخلايا المصابة ويدخل على خلية أخرى ويرتبط بمستقبل على أحد بروتينات الفيروس الآخر فيها.

هذا البروتين يساعد الفيروس أن يدخل في مرحلة التكاثر، وعندما البروتين يرتبط به يعطله. وهذا معناه أن الرسالة تقول للفيروس الآخر أن الأول بدأ بالهجوم.

وكلما زاد عدد الفيروسات كلما يعلو صوت هذه الرسالة وهذا يعني أن عدد البكتيريا السليمة المتاحة في البيئة المحيطة يقل فتبدأ الفيروسات بالتوقف عن التكاثر وتدخل مرحلة الكمون.