کشف پروتئین کلیدی در باکتریها برای شناسایی یکدیگر
دانیل وال و پنگ بو کائو، دانشجوی دکتری وی، توانسته‌اند تا حدودی به این معمای بزرگ که چگونه باکتری‌های خویشاوند یکدیگر را برای کمک رسانی و حتی تشکیل ساختارهای پرسلولی می‌یابند، پاسخ دهند.
کائو می‌گوید: «باکتریها برای بهتر بودن و پیروز شدن در رقابت، باید توان شناسایی یکدیگر، اتصال به خویشاوندان و تشکیل ساختارهای پرسلولی که قدرتی فراتر از زندگی تک سلولی به آن‌ها می‌دهد را داشته باشند.»
پیش از این وال و همکارانش به وجود گیرنده‌ای به نام TraA در سطح میکسوکوکوس زانتوس* پی‌برده بودند. TraA وظیفه‌ی تسهیل شناسایی سویه‌های خویشاوند، اتصال آن‌ها به یک دیگر و انتقال مواد بین آن‌ها (طی پدیده ای به نام «تبادل غشای خارجی») را بر عهده دارد.
در ادامه‌ی تحقیقات، کائو متوجه شد؛ سویه‌های مختلف، دارای TraA های متفاوتی هستند. این گیرنده، باعث می‌شود محتویات سلولی، فقط بین سلول‌های مشابه که دارای TraA ی یکسان هستند مبادله شود.
برای پاسخ به این سوال که آیا TraA های یکسان باعث اتصال اختصاصی باکتریها به هم می شوند، گیرنده‌های متفاوتی که هر کدام با یک رنگ خاص نشان دار شده بودند را روی سلول های یکسان قرار دادند. نتیجه این بود که باکتری‌های دارای TraA ی یکسان به یک دیگر متصل شدند.
سوال بعدی این بود که یک گیرنده، چگونه می‌تواند به تنهایی چنین تنوع اعجاب انگیزی داشته باشد، به طوری که در یک جامعه ی باکتریایی، هر سویه فقط سویه ای شبیه به خود را شناسایی کند. برای رسیدن به پاسخ، TraA های کایمرایی که از اتصال بخش هایی از TraA های متفاوت شکل می‌یافت، طراحی شد. نتایج نشان دادند که تنها یک آمینو اسید از توالی این گیرنده نقش اصلی در شناسایی سویه‌های نزدیک توسط یکدیگر را دارد. تغییر این آمینواسید، تاثیر شگرفی بر ویژگیِ TraA خواهد داشت.
فرضیه‌ی وال و کائو بیان می‌کند که TraA باعث ایجاد سد بین جمعیت‌های متفاوت میکسوباکترها می‌شود و از اتصال اشتباه سویه‌های غیر‌مشابه به یکدیگر جلوگیری می‌کند.
شناسایی، مهم‌ترین بخش پروسه‌ی تبادل غشای خارجی است. چرا که اتصال اشتباه می‌تواند باعث مرگ باکتری شود. در خلال فرآیند تبادل، صدها هزار پروتئین مبادله می‌شوند که می‌توانند شامل توکسین‌ها نیز باشند. در نتیجه اگر اتصال اشتباه بوده باشد و سلول‌ها مشابه به هم نباشند، نتیجه‌ای جز مرگ باکتری در انتظار نخواهد بود.
طبق حدس وال و کائو، همین ناسازگاری‌هاست که عامل ایجاد تنوع بالا در توالی TraA است.
*میکسوکوکوس زانتوس، یک باکتری شکارچی است که با تغذیه از باکتری‌های مجاور انرژی خود را تامین می کند. ماهیت شکارچی این باکتری، آن را به بهترین گزینه برای بایوکنترل غلات تبدیل کرده است.
ترجمه : محمدحسین عباسپور
