Mikrobiális intelligencia

Epithelia sejtek önszervező növekedése

A mikrobiális intelligencia (a bakteriális intelligencia néven ismert) a mikroorganizmusok által mutatott intelligencia. A koncepció magában foglalja az egyedi sejtek által mutatott komplex adaptív magatartást, valamint az altruista vagy kooperatív viselkedést a kémiai jelátvitel által közvetített, hasonló vagy ellentétes sejtek populációiban, amelyek fiziológiai vagy viselkedési változásokat okoznak a sejtekben, és befolyásolják a kolónia struktúrákat.

A komplex sejtek, mint a protozoa vagy az algák, figyelemre méltó képességeket mutatnak a változó körülmények között történő szervezéshez. Egyes kutatások, olyan összetett megkülönböztetést és manipulatív készségeket tár fel, amelyek rendszerint csak a többsejtű szervezetekben fordulnak elő.

Még a baktériumok is, amelyek az elszigetelt sejtekből származnak, ezek is mutatnak egyfajta primitív viselkedést, bonyolultabb viselkedést mutathatnak családonként. Ezek a viselkedések egyetlen fajpopulációban vagy vegyes fajpopulációban fordulnak elő. Ilyenek például a myxobaktériumok kolóniái, a kvórumérzékelés és a biofilmek.

Kutatások során megfigyelték, hogy a bakteriális telepek simán utánozzák a biológiai neurális hálózatot. A baktériumok kémiai jelek formájában vegyenek be bemenetet, feldolgozzák, majd kimeneti vegyi anyagokat termelnek a baktériumok más baktériumok jelzésére.

Azok a mechanizmusok, amelyek lehetővé teszik az egysejtű organizmusok számára, hogy összehangolják azokat a populációkat, amelyek feltehetően átvittek azokon a vonalakon, amelyek kialakultak a multicellularitás, és a többsejtű organizmusok koordinálására szolgáló mechanizmusokként működtek együtt.

A baktériumok kommunikációját és önszerveződését a hálózat elméletének összefüggésében a Tel Aviv Egyetem Eshel Ben-Jacob kutatócsoportja vizsgálta, amely a bakteriális telepek fraktál modelljét és a nyelvi és társadalmi minták koloniális életciklusának meghatározását eredményezte

Példák mikrobiális intelligenciáraSzerkesztés

  • A biofilmek kialakulása az egész kolónia közös döntését igényli.
  • A Bacillus subtilis biofilmje elektromos jeleket (ionátvitel) használhat a növekedés szinkronizálására, hogy a biofilm legbelső sejtjei ne ehessenek.
  • A táplálkozási stressz alatt a bakteriális telepek oly módon szervezhetik magukat, hogy maximalizálják a tápanyagok elérhetőségét.
  • A baktériumok újraszervezik magukat antibiotikus stresszel.
  • A baktériumok géneket (például az antibiotikum rezisztenciát kódoló géneket) kicserélhetnek a vegyes fajok telepei között.
  • A myxobaktériumok és a celluláris formák egyedi sejtjei összehangolják a komplex struktúrák kialakulását vagy multicelluláris egységek kialakulását.
  • A baktériumok populációi a kvórumérzékelést használják, hogy megítéljék saját sűrűségüket, és ennek megfelelően változtassák meg viselkedéseiket. Ez a biofilmek, a fertőző betegségek kialakulása és a bobta tintahal könnyű szervezeteinek kialakulásában fordul elő.
  • Baktériumok bármelyikének bejutása a gazdasejtbe, a sejtnek olyan receptorokat kell mutatnia, amelyekhez a baktériumok ragaszkodnak, és képesek lesznek bejutni a sejtbe. Az E. coli egyes törzsei képesek saját magukba beépíteni magukat egy gazdasejtbe anélkül, hogy specifikus receptorok jelenléte lenne, mivel saját receptort hoznak létre, amelyhez azután csatolnak és belépnek a sejtbe
  • Nehéz körülmények között egyes baktériumok átalakulnak endoszporokká, hogy ellenálljanak a hőnek és a kiszáradásnak.
  • A mikroorganizmusok hatalmas csoportja képes leküzdeni az immunrendszer felismerését, mivel megváltoztatják felületi antigénjeiket, így az eddig létező antigének elleni védekező mechanizmusok most már használhatatlanok az újonnan kifejeződő sejtekkel szemben.

Lásd mégSzerkesztés

Biotechnológia

Mikrobiológia

Mikroorganizmusok

Önszerveződés

Swarm intelligencia

ForrásokSzerkesztés

Brain J. Ford (2004) - Are Cells Ingenious

Brain J. Ford (2006) - Revealing the ingenuity of the living cell

Brain J. Ford (2010) - The secret power of the single cell

Brain J. Ford (2017) - Cellular intelligence: Microphenomenology and the realities of being

LinkekSzerkesztés

BT ponders bacterial intelligence