Οι ερευνητές δημιουργούν ακριβέστερο μοντέλο για το πώς κάποια μικρόβια αναζητούν θρεπτικά συστατικά

Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν δημιούργησαν ένα πιο ακριβές μαθηματικό μοντέλο για το πώς κινούνται ορισμένοι τύποι βακτηρίων για να βρουν τρόφιμα. Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια προκαλούν λοιμώξεις και να αναπτύξουν νέους τρόπους για να πολεμήσουν.

Τα βακτήρια χρησιμοποιούν μια ποικιλία στρατηγικών για να βρουν τρόφιμα, αλλά μια κοινή μέθοδος ονομάζεται χημειοταξία. Η χημειοταξία περιλαμβάνει την ανίχνευση της συγκέντρωσης ορισμένων χημικών ουσιών στο περιβάλλον και στη συνέχεια τη μετάβαση προς ή μακριά από αυτές τις χημικές ουσίες. Αυτό επιτρέπει στα βακτήρια να βρουν πηγές τροφίμων και να αποφεύγουν επιβλαβείς ουσίες.

Το μαθηματικό μοντέλο που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές της UT Austin βασίζεται στην ιδέα ότι τα βακτήρια χρησιμοποιούν μια διαδικασία δύο βημάτων για να αναζητήσουν τρόφιμα. Στο πρώτο βήμα, τα βακτήρια κινούνται σε τυχαία κατεύθυνση. Εάν αισθάνονται την αύξηση της συγκέντρωσης μιας επιθυμητής χημικής ουσίας, κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση. Εάν αισθάνονται μείωση της συγκέντρωσης της επιθυμητής χημικής ουσίας, αλλάζουν την κατεύθυνση.

Στο δεύτερο βήμα, τα βακτήρια χρησιμοποιούν ένα πιο κατευθυνόμενο πρότυπο αναζήτησης. Μετακινούνται σε ευθεία γραμμή μέχρι να αισθανθούν μείωση της συγκέντρωσης της επιθυμητής χημικής ουσίας. Όταν συμβεί αυτό, αλλάζουν την κατεύθυνση και κινούνται προς την περιοχή με την υψηλότερη συγκέντρωση της επιθυμητής χημικής ουσίας.

Οι ερευνητές της UT Austin διαπίστωσαν ότι το μοντέλο τους περιγράφει με ακρίβεια την κίνηση των βακτηρίων σε διάφορα περιβάλλοντα. Αυτό υποδηλώνει ότι το μοντέλο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια προκαλούν λοιμώξεις και να αναπτύξουν νέους τρόπους για την καταπολέμηση τους.

Για παράδειγμα, το μοντέλο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια κινούνται μέσα από το σώμα και να βρουν τρόπους για να εμποδίσουν την κίνηση τους. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για βακτηριακές λοιμώξεις.

Το μοντέλο θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει τον τρόπο αλληλεπίδρασης των βακτηρίων μεταξύ τους και με άλλους οργανισμούς. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των βακτηριακών κοινοτήτων και του τρόπου με τον οποίο συμβάλλουν στην ανθρώπινη υγεία.