เรื่องตลกที่เปิดขึ้นพร้อมกับแบคทีเรียที่เดินเข้าไปในบาร์เป็นเรื่องที่ไม่ค่อยน่าสนใจแบคทีเรียบางชนิดสามารถยืนขึ้นและเดินออกไปบนขาที่มีขนได้ การศึกษาใหม่แสดงให้เห็น การค้นพบนี้ ซึ่งรายงานเมื่อวันที่ 8 ตุลาคมในScienceสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าแบคทีเรียสร้างชุมชนที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะอย่างหนาแน่นซึ่งเรียกว่าไบโอฟิล์มได้อย่างไร และอาจนำไปสู่วิธีที่ดีกว่าในการต่อสู้กับจุลินทรีย์ที่ก่อปัญหาและบางครั้งอาจถึงตายได้
นักวิจัยได้บันทึกแบคทีเรียว่ายผ่านของเหลวหรือคลานบน
ท้องของพวกมันบนพื้นผิว แต่ไม่มีใครเคยเห็นแบคทีเรียลุกขึ้นและเดิน ไม่มีใคร จนกระทั่งกลุ่มนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign ได้สร้างภาพยนตร์เกี่ยวกับแบคทีเรีย Pseudomonas aeruginosaที่เคลื่อนที่ด้วยกล้องจุลทรรศน์ การทำงานภายใต้การดูแลของเจอราร์ด หว่อง นักชีวฟิสิกส์ที่ยูซีแอลเอ นักศึกษาได้ปรับเทคนิคที่นักฟิสิกส์ใช้ในการติดตามอนุภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยให้นักวิจัยจัดเรียงภาพวิดีโอของแบคทีเรียได้อย่างรวดเร็ว เพื่อค้นหาว่าเซลล์แต่ละเซลล์ทำอะไรอยู่
“นักเรียนของฉันเริ่มเห็นสิ่งที่เรียบร้อยทั้งหมดนี้” Wong กล่าว “พวกเขาจะบอกฉันว่า ‘ใช่ บางครั้งพวกเขาก็แค่ยกล้อและยืนขึ้น’”
สิ่งที่นักเรียนเห็นคือแบคทีเรียP. aeruginosa รูปแท่ง ยืนขึ้นแล้วเดินโซเซไปรอบๆ สไลด์ นักวิทยาศาสตร์พบว่าการเดินที่ไม่มั่นคงต้องใช้อวัยวะที่มีลักษณะคล้ายขนที่เรียกว่า Type IV pili หากไม่มี pili แบคทีเรียก็จะนอนอยู่ที่นั่น แต่ด้วย pili แบคทีเรีย P. aeruginosa “มีความสามารถที่จะเป็นทั้งนักวิ่งระยะสั้นและนักวิ่งระยะไกล” George O’Toole นักจุลชีววิทยาที่ Dartmouth Medical School ในฮันโนเวอร์ รัฐนิวแฮมป์เชียร์กล่าว
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอวัยวะที่เหนียวแน่นเป็นสิ่งจำเป็น
สำหรับการเคลื่อนไหวที่กระตุก ซึ่งเป็นประเภทของการเคลื่อนไหวที่พิลีที่ปลายด้านหนึ่งของแบคทีเรียดึงเซลล์ไปทั่วพื้นผิว “เมื่อแบคทีเรียนอนราบ มันเกือบจะเหมือนกับการขับเคลื่อนล้อหน้า” Wong กล่าว แบคทีเรียที่คลานจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในระยะทางที่ค่อนข้างยาว โดยการวัดโดย Wong โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 6 ไมโครเมตร อาจทำให้จุลินทรีย์เคลื่อนเข้าหาตัวดึงดูดทางเคมีได้
แบคทีเรียเดินยืนบนพิลี การดึง pili ตัวใดตัวหนึ่งจะส่งเซลล์ไปทางนั้น เมื่อเสาแต่ละต้นถูกดึง แบคทีเรียก็จะเดินโซเซและสะดุด โดยจะเคลื่อนที่แบบสุ่มข้ามพื้นผิว นักวิจัยพบว่าแบคทีเรียที่เดินได้ครอบคลุมพื้นดินมากกว่าและเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแบคทีเรียที่คลาน พฤติกรรมดังกล่าวอาจทำให้จุลินทรีย์สามารถสำรวจสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นได้อย่างรวดเร็ว
เมื่อปรากฎว่าการเดินเป็นกิจกรรมทั่วไปสำหรับแบคทีเรีย หลังจากที่เซลล์ถูกแบ่งออกเป็นสองเซลล์ ประมาณ 67 เปอร์เซ็นต์ของเวลาที่เซลล์แรกเกิดจะลุกขึ้นและเคลื่อนตัวออกจากพี่น้องของมัน นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าบ่อยครั้งโดยการเดิน
ปฏิกิริยากับพื้นผิวมีความสำคัญต่อการสร้างแผ่นชีวะ แบคทีเรียจำเป็นต้องยึดติดกับพื้นผิวและปล่อยออกหากสภาวะไม่เอื้ออำนวย “และดูเหมือนว่าการยืนตัวตรงเป็นขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยนผ่าน” โอทูลกล่าว
ในการศึกษาใหม่ Wong และเพื่อนร่วมงานของเขามองว่า แบคทีเรีย P. aeruginosaใช้ pili ของพวกมันเป็นแท่นปล่อย แบคทีเรียจะลอยขึ้นมาจากปลายของมันก่อนแล้วจึงหมุนตัวเองไปรอบๆ โดยขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ระดับโมเลกุลที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์ว่ายน้ำคล้ายแส้ที่เรียกว่าแฟลเจลลัม Pili ปรับมุมที่เซลล์เอียง ในที่สุด จุลินทรีย์จะสร้างโมเมนตัมและพุ่งออกจากพื้นผิว
“พวกมันไม่เพียงแค่บินออกจากพื้นผิว” Wong กล่าว “มีปลาปิรูเอต์อยู่หลายชุด”
การปิดกั้นความสามารถของแบคทีเรียในการลุกขึ้นยืนอาจป้องกันไม่ให้แผ่นชีวะก่อตัวบนรากฟันเทียมทางการแพทย์และพื้นผิวอื่นๆ O’Toole กล่าว
จอห์น เคอร์บี นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยไอโอวาในไอโอวาซิตีกล่าวว่าการยืนขึ้นหมายความว่าแบคทีเรียสามารถเคลื่อนที่ได้ในสามมิติ ไม่ใช่แค่บนพื้นผิวเรียบเท่านั้น “นั่นเป็นเครื่องเปิดตาที่แท้จริง” เขากล่าว “มันเหมือนกับว่าโลกแบน แต่ตอนนี้มันไม่แบนแล้ว”
แนะนำ : เคล็ดลับต่างๆ | เว็บรวมวิธีต่างๆ How to | จัดอันดับซีรีย์ | รีวิวครีม
