باکتری‌ها چگونه اندازه خود را کنترل می‌کنند؟

http://bionet.ir، بیونت، bionet، سایز سلول

باکتری‌‌های مقاوم به متسیلین به نام Staphylococcus aureus یا MARS همیشه از نظر اندازه به یک شکل هستند، انگار در یک کارخانه درست شده اند. اما چطور این اتفاق رخ می‌دهد؟ با بیونت همراه باشید تا به جواب این پرسش برسیم

دانشمندان به طور معمول باکتری‌ها را نه به صورت تکی بلکه با تعداد‌های زیاد مورد مطالعه قرار می‌دهند. با کار بر روی میلیون‌ها سلول در یک فلاسک، رشد سلول‌ها با افزایش کدر شدن محیط  مورد بررسی قرار می‌گیرد. با استفاده از این روش دانشمندان متوجه می‌شوند که جمعیت باکتریایی به صورت تصاعدی افزایش پیدا می‌کند و در یک دوره زمانی خاص دو برابر می‌شود. به همین طریق و نه بدون هیچ دلیل خاصی فرض شده است که هر سلول نیز به صورت جداگانه و تنها زمانی که به دو برابر اندازه خود برسد، تقسیم می‌شود.

در مقاله ای که در مجله Current Biology توسط پروفسور Suckjoon Jun از دانشگاه California و پروفسور Petra Levin از دانشگاه Washington به چاپ رسیده است این فرضیه کاملا رد شد. پروفسور Levin می‌گوید:

" اگرچه به طور میانگین این قائده درست است که توده دو برابر می‌شود اما هنگامی‌ که به یک سلول نگاه می‌کنید کاملا مشخص می‌شود که اتفاق دیگری در حال وقوع است."

به جای آزمودن جمعیت‌های سلولی در حال رشد در یک فلاسک، گروه Jun از یک دستگاه دارای ریز جریان به نام "ماشین مادر (mother machine)" استفاده کردند تا صدها هزار سلول منفرد را از زمان تولد تا تقسیم مورد بررسی قرار دهند. آنها دریافتند که علاوه بر دو برابر شدن اندازه در هر نسل، هر سلول حجم یکسانی (یا توده  یکسانی، وابسته به روش سنجش) را به دست می‌آورد. این بدان معنی است که یک سلول کوچک به اندازه یک سلول بزرگ حجم به دست می‌آورد.

اما چرا این اتفاق رخ می‌دهد؟ پروفسور Levin می‌گوید:

" اگرچه این اتفاق ممکن است با مشاهدات بصری تناقض داشته باشد اما در طول نسل‌ها این قائده اطمینان حاصل می‌کند که سلول‌ها در یک جمعیت اندازه یکسانی داشته باشند. این مطالعه نشان داد استفاده از تکنولوژی، که در این مورد به کار گیری ماشین مادر برای مشاهده یک سلول باکتریایی در آن واحد است می‌تواند منجر به جواب‌های جدید برای مشکلات قدیمی‌ شود. فائق آمدن به قوانین رشد بسیار حائز اهمیت است زیرا شواهدی را برای مکانیسم‌های بیوشیمیایی تحت کنترل فراهم می‌کند که رشد را کنترل می‌کنند. این مکانیسم به احتمال بسیار زیاد ضروری است و در نتیجه می‌تواند هدف مناسبی برای داروهای ضد میکروبی باشد.

پروفسور Levin در ادامه می‌افزاید:

" تعجب آور است که دانش بسیار کمی‌ در زمینه کلیات کنترل اندازه زیستی وجود دارد. چرا سایز ما به این اندازه است؟ چرا اندام‌های ما سایز مشخصی را دارند؟ چرا سلول‌های درون این اندام‌ها یک اندازه یکسانی دارند؟ چه چیزی این واقعه را تنظیم می‌کند؟ ما از تمام این اندازه‌ها به نفع خود استفاده می‌کنیم اما در واقع اطلاعات بسیار کمی‌در این زمینه داریم."

 

پیشنهاد میکنم حتما ویدئو رشد باکتری E.Coli در ماشین مادر را مشاهده کنید

منبع: Current Biology

  • نویسنده : سامان میلانی زاده
  • تاریخ انتشار : ۲۴-۱۱-۹۳