Bakteriler için küçük bir engel kursu, araştırmacılara nasıl olduğunu gösterdi E. coli gıdanın önündeki engelleri hızla ortadan kaldırmak için davranışını değiştirir. Çalışma, biyoloji ve tıp ile robotik arama kurtarma taktikleri için çıkarımlar içeriyor.
Carnegie Mellon Üniversitesi (CMU), Pittsburgh Üniversitesi ve Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü’ndeki bilim adamları Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı bakterilerin yiyeceğe doğru veya zehirlerden uzaklaşmak için kullandıkları “yüzme ve yuvarlanma” davranışı, bakteriler engellerle karşılaştığında değişir.
CMU’nun Hesaplamalı Biyoloji ve Makine Öğrenimi Bölümlerinden Ziv Bar-Joseph, “Gerçek dünyada bakteriler her zaman birçok engelle karşılaşır” dedi. E. coliörneğin, gastrointestinal sistemin karmaşık arazisinde yaşar. Yine de daha önceki kemotaksis çalışmaları – bakterilerin daha yüksek bir gıda konsantrasyonuna doğru veya zehir konsantrasyonlarından uzaklaşma şekli – genellikle engelsiz odalarda yapılmıştır.
Araştırmacılar küçük mikroakışkan odalar tasarladılar ve içlerine eşit olarak dağıtılmış kare ve yuvarlak engeller yerleştirdiler. Bilim adamları test ettiğinde E. coli bu engelli parkurların içinde, bakterilerin bir besin kaynağı bulma hızına şaşırdılar.
Bakterilerin birbirleriyle kimyasal salgılayarak iletişim kurdukları bilinmektedir. İletişim, bakterileri bir engeli aşmaya çalışırken bilgilendirir. Bununla birlikte, bakterilere daha yakından bakıldığında, davranışta da bir değişiklik görüldü.
Bar-Joseph, bulguların, habis hücrelerin vücutta nasıl yayıldığını veya enfeksiyonların nasıl tedavi edilebileceğini izlemek için çıkarımları olduğunu söyledi.
Araştırmacılar, bu yeni keşfedilen davranışı açıklamak ve bakterinin performansını daha iyi tahmin etmek için bir model geliştirdiler. Biyotıbbın ötesinde, modeli acil durumlarda tuzağa düşmüş kurbanları arayan robot sürülerine uygulamak, arama süresini azaltabileceğini göstermiştir.
Araştırmayı finanse eden NSF’nin Biyolojik Altyapı Bölümü’nün program direktörü Jennifer Weller, “Bu model, karmaşık sorunları çözmeye yönelik yeni yaklaşımlar için bir şablondur” dedi. “Bakterilerin yiyeceğe nasıl hızla ulaştığını bulmak, arama ve kurtarma görevlerini yürütmenin daha iyi yolları da dahil olmak üzere birçok insan sorununun çözümüne katkıda bulunuyor.”