Sosyal bakteriler, parmak izi fiziğini kullanarak barınaklar inşa ediyor
Diğer mikropları avlayan sümüksü sürüler oluşturmasıyla bilinen ormanda yaşayan bakteriler, yiyecek kıt olduğunda meyve gövdeleri olarak bilinen mantar benzeri hayatta kalma barınakları inşa etmek için işbirliği yapabilir.
Şimdi, bir ekip Princeton Üniversitesi parmak izi sarmalları ve sıvı kristal ekranlar üzerindekiler gibi desenlerde hizalanan bu çubuk şeklindeki bakterilerin, bu meyve gövdelerinin katmanlarını nasıl oluşturduklarının ardındaki fiziği keşfetti. sonuçları ABD Ulusal Bilim Vakfı-finansmanlı çalışma yayınlandı Doğa Fiziği.
Princeton fizikçisi Joshua Shaevitz, “Bazı yönlerden, bu bakteriler bize yeni fizik türleri öğretiyor” dedi. “Bu sorular fizik ve biyolojinin kesiştiği noktada var. Ve bu organizmaları anlamak için ikisini de anlamanız gerekiyor.”
Myxococcus xanthus, ya da kısaca Myxo, şaşırtıcı derecede işbirlikçi davranışlar sergileyebilen bir bakteri türüdür. Örneğin, çok sayıda Myxo hücresi, tek bir dalgalı kütle halinde avlarına doğru akın ederek diğer bakterileri avlamak için bir araya gelir.
Bununla birlikte, yiyecek kıt olduğunda, çubuk benzeri hücreler, taze besinler geldiğinde popülasyonu yeniden başlatabilen Myxo hücrelerinin bazılarının sporlara dönüştüğü saklanma yerleri olan meyve gövdeleri adı verilen yumuşacık büyümeler oluşturmak için üst üste yığılırlar. Ancak şimdiye kadar bilim adamları, çubukların damlacık benzeri yapıları oluşturmak için birbiri üzerine tırmanma yeteneğini nasıl kazandığını anlamadılar.
Bu bakterilerin nasıl davrandığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için araştırmacılar, Myxo’nun eylemlerini 3 boyutlu olarak takip edebilen bir mikroskop kurdular. Bilim adamları, parmak izi benzeri desenler oluşturan, birbirinin etrafında dönen şeritler halinde mikroskop çanağı boyunca koşan, damgalı antilop gibi birbirine yakın bir şekilde bir araya gelen çubuk şeklindeki mikropların videolarını kaydetti.
Araştırmacılar, iki şerit buluştuğunda, kesişme noktasının tam olarak yeni hücre katmanının oluşmaya başladığı yer olduğunu gözlemledi. Bakteriler birikmeye başladı ve gidilecek tek yönün yukarı olduğu bir durum yarattı.
Myxo bakteri hücreleri, akıllı telefon ekranlarında bulunan ve çubuk şeklindeki moleküllerden oluşan sıvı kristaller gibi davranır. Bununla birlikte, pasif sıvı kristallerin aksine, Myxo çubukları canlıdır ve sürünebilir. Bilim adamları, bakterilerin büyük olasılıkla meyve veren organları oluşturmak için hem pasif hem de aktif faktörlerden yararlanmak üzere evrimleştiğini söyledi.
NSF’nin Fizik Bölümü’nde program direktörü olan Krastan Blagoev ekledi, “Bu proje, NSF’nin fizik ve biyolojinin arayüzündeki araştırmaya yaptığı yatırımın her iki disiplini de nasıl zenginleştirdiğinin mükemmel bir örneği.”