UCLA bilimcileri liderliğinde yapılan uluslararası bir araştırmada, bakterilerin de “bellek” sahibi oldukları ve edindikleri duyusal bilgileri nesilden nesile aktarabildikleri ortaya kondu. Bakteriler bunu merkezi sinir sistemleri ve nöronları olmadan başarıyorlar. Çalışmadan elde edilen bulguların, kistik fibroz hastalarında bakteriyel biyofilmlerin neden olduğu tedavisi zor enfeksiyonların anlaşılmasına da yardım edeceği düşünülüyor.
Ekip, kistik fibroz hastalarının solunum yollarında biyofilm oluşturan ve ölümle sonuçlanabilen kalıcı enfeksiyonlara neden olan Pseudomonas aeruginosa türü bakteri üzerinde çalıştı. Bakteriyel biyofilmler ayrıca cerrahi implantlar üzerinde de oluşabiliyor; örneğin yapay kalça üzerinde oluşabiliyor ve bu olduğunda da implant başarısız oluyor. Bakteriyel biyofilmler, genetik açıdan özdeş bakterilerin bir yüzey üzerinde kolonileşmesiyle oluşuyor. Bu bakteri topluluklarında, tekil hücreler organize oluyor ve işbirliği yapıyor.
Sevkan Uzel’in Bilim Fili’nde yer alan haberine göre, araştırma ekibinde yer alan Calvin Lee bulgulara ilişkin “Biyofilm oluşumunun ilk adımı, bakterilerin yüzeyi algılayıp, tutunma becerisi geliştirmesidir. İlk kez olarak, bireysel hücrelerin tüm soylarının davranışlarını takip edebildik ve şunu gördük: Torunlar, atalarının yüzey algılama sinyallerini anımsayabiliyor” değerlendirmesinde bulundu.
Yüzey algılama sürecinde olan hücreleri analiz etmek için bilimciler Gerard Wong’un araştırma grubu tarafından geliştirilen bir yöntem kullandı. Bu sayede, hücrelerin farklı nesillerinin izini sürebildiler. Buna ek olarak, birkaç farklı veri çözümleme yöntemine daha başvurdular. Aralarında, müzik tonlarını çözümlemede kullanılan bir sinyal işleme tekniği de vardı ve ilk defa biyolojik ölçümler için kullanılmış oldu.
Bu yaklaşım sonucunda, ritmik bir şablonla bağlantılı olan iki olay açığa çıkarıldı: Bakteriyel hücrelerin içindeki sinyalleme moleküllerinden biri olan çevrimsel AMP’nin ifadesi ve hücrelerin hareketiyle ilgili bakteriyel uzantılar olan IV. tip pilinin etkinlik düzeyi. Araştırma, bu iki olayın sadece birkaç saat arayla gerçekleştiğini ortaya çıkardı.
“Bakteriler, bu ritmik şablon sayesinde duyumsuyor ve anımsıyor. Hareketliliği baskılamak, durağan hâle gelmek ve nihayetinde geri dönüşsüz biçimde bir yüzeye tutunmak ve biyofilm oluşturmak kararının verilmesinde bu büyük önem taşıyor,” diyor Wong.
Ekipten Ramin Golestanian ise “Sistemin moleküler düzeyden biyofilm düzeyine uzanan çok-ölçekli sağlam bir karakterizasyonu derlenerek, biyofilm oluşumunun başlangıç aşamalarında bakterilerin karar verme sürecine ilişkin ne çok şey öğrenilebileceğini keşfetmek, benim için hoş bir şaşkınlık oldu,” diye ekliyor.
