Група вчених з Америки, Великобританії та Іспанії виявила новий механізм, який бактерії використовують для спілкування між собою в біоплівках. Виявилося, що бактерії спілкуються за допомогою електричних сигналів, дуже схожих на хвилі деполяризації, що поширюються в мозку людини і тварин. Результати своєї роботи дослідники опублікували в.
Вчені досліджували колонію бактерій (сінної палички), в біоплівках яких раніше були виявлені осциляції росту. Бактерії, розташовані біля краю плівки і мають необмежений доступ до поживних речовин, періодично переставали поглинати їх, дозволяючи поживним речовинам, зокрема глутамату, проникнути до внутрішніх клітин біоплівки. Таким чином, бактеріальна колонія підвищує свою захищеність на випадок атаки: «укриті» клітини всередині колонії зможуть пережити вплив.
Коливання зростання колонії вимагають від бактерій координації між периферійною і внутрішньою частинами біоплівки, одночасно з цим бактерії конкурують за поглинання іонів глутамату. Ці факти дозволили дослідникам припустити, що бактерії взаємодіють між собою за допомогою якогось електрохімічного зв'язку. На підставі цього припущення вчені поставили експеримент з вимірювання потенціалу клітинних мембран бактерій під час метаболічних коливань.
Виявилося, що в колонії спостерігаються коливання мембранного потенціалу, що відповідають коливанням зростання біоплівки. Зміна мембранного потенціалу відбувається за рахунок виходу з клітин іонів калію через відповідні іонні канали. Утворюються в результаті перенесення іонів електричні сигнали узгоджують метаболічну активність внутрішньої і периферійної частин біоплівки. Раніше інша наукова група показала, що при видаленні каналів з колонії порушується механізм зростання біоплівки - вона позбавляється здатності передавати електричні сигнали, в результаті чого утворюються дефектні плівки.
Теґ video не підтримується вашим переглядачем.
За словами вчених, механізм спілкування бактерій дивно схожий на процес, що протікає в мозку людини, відомий під назвою «поширюється коркова депресія». Вона є повільно поширюваною хвилею деполяризації нейронів і глиальних клітин, що змінюється послідовно розвивається тривалим зниженням нейрональної активності і супроводжується комплексом змін просвіту кровоносних судин, мозкового кровотоку і метаболізму. Вважається, що РКД є «пусковим механізмом» мігрені і нападів епілепсії.