細菌のセル間の通信連絡

互いに: シグナルの物質の使用によってまたはないそれがオン/オフある特定の遺伝子を切替える価値があるかどうかについて隣人を知らせます。

細菌のセル間のこの通信連絡は適応と存続のために変更の環境に必要です。 細菌は何を丁度シグナルの物質から学びますか。 2 つの理論がずっとあります: シグナルの物質のリリースは細胞密度 (感じている定数) を定める協力戦略または代わりにセル (感じる拡散) を囲むスペースの次元を定めるのにシグナルの物質がただ使用されている非協力の作戦であるために理解されます。 ただし、理論は両方とも通常実験室のそれらよりはるかに複雑である自然な条件の下の作業に示されていませんでした。

GSF からの科学者: 環境のための各国用の研究所および健康 (Helmholtz Gemeinschaft のメンバー) はアプローチが両方とも物質を、抗生物質または exoenzymes のような作り出すために必要なエネルギーの量は特定の環境の状態で価値があるかどうか細菌が定める全面的な作戦のただ理論的な極端であることを示せました。 」コンバインある理論感じる 「細菌の通信連絡がどのようにの働く意図し、それ」を役立つかこの全面的な作戦 「は呼出された効率最初に理解を、説明します Burkhard Hense 数学的モデルを使用してさまざまな作戦を分析した生物測定学 (IBB) 可能にし、およびの GSF の協会からの先生を Biomathematics。

微生物通信連絡はある特定の細胞密度からの bioluminescence だけを示す発光性の細菌のビブリオの fischeri の混合された液体の実験室文化で最初に、例えば検出されました。 従って細胞密度 (感じている定数) を定めるために、シグナルの分子のリリースは作戦として最初に理解されました。 しかし協力的なアプローチによって定数の感知は 「詐欺師」がまた解放された物質から生産の支払をしないで寄与できるので、発展の視点からの安定した存続の作戦を提供しません。 拡散の感知のアプローチはわずかにより簡単です: 細菌が効率的な処置に必要な作用物質の集中を達成するためにセル sourrounding スペースが十分であるかどうか測定するのにシグナルの物質を使用することが仮定されます。 これは概念を感じている定数と対照をなして他の細菌が必ずしも複雑でなくてもよろしくないときあります。

しかしプラントのルートコンパートメントのようなより複雑な、異機種混合環境では、通信連絡の作戦に両方とも弱さがあります: ルート表面は固体、ゲル、液体およびガスが小さいスペースの内にある、そしてところに多数他の有機体がそれの上に通信連絡と干渉する非常に複雑なですマトリックス。 従って、学際的なプロジェクト 「根圏」 Hense および Biomathematics および生物測定学 (IBB) の GSF 協会の彼の同僚の分子相互作用の枠内で GSF 部の微生物プラント相互作用 (AMP) からの教授先生および先生と協同してアントン Hartmann ミハエル Rothballer この生息地を調査しました。

実験観察に基づいて、それは数学根圏の細菌の空間的な分布に頻繁にそれらを囲むスペースの細胞密度か次元より通信連絡の強い影響があること模倣によって示すことができます。 従って、科学者は 「感じる」と効率指名した 2 つのモデルの統合を開発しました、: これらの面が厳しく分けることができないので微生物は細胞密度、セル分布の混合物を常に感知し、空間的な条件による拡散の限定面が優勢である状況および生息地の品質によって決まります。 「詐欺師」の問題はまたセルの空間的な分布が考慮に入れられれば、避けます: ルート表面でまたは biofilms で有機体形式の栄養系マイクロコロニーを頻繁に関連付けました。 すべての親類が即時の近さにこの場合あるので、シグナルの物質に出会ってまた可能性が高く、シグナルの物質、他人によって誘発される反作用は主として除かれます。 従って、密接に関連セルのそのような集合は改革の点では安定した協同を可能にし、外部干渉からの有効な保護を提供します。

「効率感知はルート表面の条件の観察そしてモデルに基づいて開発されましたが、他の細菌の生息地に Hense 強調します」の転送することができます。 従って、細菌の通信組織の処理は農業 (プラント成長促進の細菌のサポート、有害な有機体の阻止の) または薬 (戦いの病原体) の生命のさまざまな球の非常に有望なアプローチ、例えばです。 「効率」と可能概念を感じることがであるように、自然な条件の下の細菌シグナリングの生態学的なメカニズムのよりよい理解はこれのための前提条件です。

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