A mutáns baktériumok véletlenül újrateremtették Van Gogh egyik legikonikusabb festményét

A művészet és a tudomány közötti határvonal néha igencsak vékony. A Rice Egyetem és a Wyomingi Egyetem kutatói egy olyan társas baktériumot tanulmányoztak, amely összehangolt rajokban mozog és táplálkozik.

Amikor egy bizonyos gént túlterjesztettek ebben a Myxococcus xanthus nevezetű baktériumban, az egyes organizmusok órákon belül apró, kör alakú rajokká szerveződtek, melyek akaratlanul is újrateremtettek valamit, ami nagyon hasonlít egy ismerős műre.

Miután a tudósok az így keletkezett “ragadozó baktérium” rajokat mesterségesen színezték, a jelenet feltűnően hasonlított Vincent Van Gogh Csillagos éj című festményéhez.

A kutatást az American Society for Microbiology’s mSystems című folyóirat online kiadásában megjelent tanulmányban ismertetik, és a tanulmányból készült képet a nyílt hozzáférésű folyóirat egy hamarosan megjelenő számában mutatják be.

A baktériumok “önzőségükről” híresek – írja a tanulmány –, de a M. xanthus-t szociális baktériumként írják le, mert a túléléshez rokonokat kell találnia és felismernie. Miután nagy, családias csomókat alkotott, ez a rúd alakú baktérium sokkal hatékonyabban támadja meg zsákmányát, hogy azzal táplálkozzon. A kutatókat már évek óta lenyűgözi ez a társas viselkedés.

Kutatók felfedezték, hogy a baktériumok egy fehérjeszekvencia segítségével egy TraA néven ismert felszíni receptort biztosít a baktérium számára, ami által felismeri a rokoni kapcsolatban lévő más M. xanthus baktériumokat és a TraB segítségével pedig hozzájuk kapcsolódik.

Miután a két receptoron (TraAB) keresztül hozzáragadt egy családtaghoz, a baktérium tápanyagot és fehérjéket tud cserélni a csoport többi tagjával. Amikor az M. xanthus nem rokon M. xanthusba ütközik, a TraAB segít megmérgezni a nem rokonokat.

Daniel Wall mirkobiológus a Wyomingi Egetemről és kollégái genetikai áramkörrel végzett kísérletek során több mutáns törzs baktériumot indukáltak, melyek között volt olyan, amelyekben túlterjesztették a TraAB-kapcsolatokat, amit az előbbiekben említett barát és ellenség megkülönböztetésére használnak a baktériumok.

Azonban ha túl sok van ebből a “szociális ragasztóból” – fogalmazott a kutatás –  a raj nem tud olyan könnyen szétszakadni egymástól. Továbbá a túlkifejezés valahogyan azt is megakadályozta, hogy a sejtek megforduljanak.

A tudósok eleinte nem találtak megfelelő magyarázatot az utóbbi okra, ugyanis legjobb tudásuk szerint a TraAB-nak semmilyen köze nincs a visszafordulás szabályozásához, viszont a bizonyítékok arra utalnak, hogy “ragadós jellege” lehet a kulcs.

“A normál, vad típusú sejtekben a sejtek oda-vissza mennek, mint egy ingázó vonat, a fejből lesz a farok, a farokból pedig a fej. És ezt körülbelül 8 percenként teszik” – magyarázza Oleg Igoshin, a Rice Egyetem biomérnöke.

“A sejtek sűrű csoportokban vannak, és állandóan érintkeznek a többiekkel, de ezek a kapcsolatok átmeneti jellegűek. De ha a TraAB-túlkifejezés valóban ragadós lesz, akkor a szomszédod hosszabb ideig marad a szomszédod, és ez kiválthatja azt a jelet, amely elnyomja a visszafordulásokat.”

Ezt a forgatókönyvet számítógépes modellekben lefuttatva a szerzők igazolni tudták a sejtésüket. Csupán a TraAB-kapcsolat megváltoztatásával a szokásos fej-farok rajok hirtelen forgó sejtörvényekké váltak, akár milliméteres vagy annál nagyobb méretűvé. További laboratóriumi kísérletek aztán megerősítették, hogy ez a baktériumokkal a valóságban is megtörtént.

Az eredmény nemcsak annak jobb megértése, hogy sejtek milliói hogyan koordinálják mozgásukat, hanem a mikrobák világának megigéző képe is.