通常所說的細(xì)菌是一些看似簡單的單細(xì)胞生物體,但科學(xué)家在這些細(xì)菌的身上發(fā)現(xiàn)了更多令人害怕的事實:比如說它們會發(fā)送電子信號召集同伴來加入它們的陣營。
只要細(xì)菌在一個表層上粘成一團(tuán),細(xì)胞中就會形成一層滑滑的薄層——生物膜,這就是關(guān)于生物膜的近期研究的總結(jié)。通過這個黏滑的薄層,可以更加了解微觀生物群體的生活方式。
生物膜是無處不在的。研究人員一直格外關(guān)注生物膜,這是因為生物膜并不是指一個細(xì)菌菌株的生長,而是指很多細(xì)菌種類聚集起來,從而形成了這些粘性的粘附膜。要用化學(xué)藥品和抗生素去對付這些生物膜是非常困難的。
據(jù)估計,人體內(nèi)80%的細(xì)菌感染都是由生物膜引起的。所以,如果能夠查清楚這些生物膜是怎么形成的,以及如何打破和分解這些生物膜,人類將會迎來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個巨大勝利。
目前,來自加利福尼亞的一支科學(xué)家團(tuán)隊表示,真相是細(xì)菌通過對外發(fā)送電子信號召集新的同伙去形成生物膜,而它們召集的同伙是不同種類的外部細(xì)菌。
之前,這個團(tuán)隊已研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌能夠像神經(jīng)元那樣通過電子信號進(jìn)行溝通,基于此研究,該團(tuán)隊開展了新的研究。名為“離子通道”的小氣孔使得帶電的分子能夠出入細(xì)胞。
在這種情況下,鉀離子能夠在整片生物膜上引起陣陣波紋——就像是企業(yè)內(nèi)部的郵件列表中的一個信息。當(dāng)團(tuán)體中心的細(xì)胞的營養(yǎng)成分不足時,它們會發(fā)送帶電的脈沖,促使邊緣的細(xì)菌減緩生長、減少食物的消耗。
最新研究表明,這些“離子通道”也會使細(xì)菌和遠(yuǎn)距離、不同類別的細(xì)菌進(jìn)行交流,盡管那些細(xì)菌在它們的生物膜團(tuán)體范圍之外。因為一旦鉀離子到達(dá)生物膜的邊界,鉀離子會繼續(xù)向外傳播。
當(dāng)研究人員用熒光染料追蹤細(xì)菌細(xì)胞時,他們注意到其他細(xì)菌細(xì)胞輪流接收鉀離子并游向信息的源頭,似乎是召集城外的小伙伴去加強(qiáng)生物膜團(tuán)體。
“令人震驚的是,鉀離子正是所有細(xì)胞的傳播媒介,鉀離子使得不同種類的細(xì)菌跨越進(jìn)化的劃分、形成并存的團(tuán)體?!痹撗芯康膶<疫€表示,“這是一個神奇的研究,它能夠重新塑造我們對細(xì)菌相互交流和生物膜形成的想法,這個研究向我們展示了不同種類的細(xì)菌應(yīng)用了一個簡單而普遍的方式進(jìn)行交流——就是通過電子信號進(jìn)行交流?!?/p>
另外,科學(xué)家說他們的研究能夠解開人體腸道內(nèi)微生物組織運作的隱藏秘密,該研究也能解釋細(xì)菌是如何根據(jù)電子信號進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的。