Szlaki sygnałowe bakterii tworzących biofilm Kolonizacja bakteryjna w postaci biofilmu jest przyczyną milionów infekcji rocznie, związanych z zakażeniem wyrobów biomedycznych i implantów. Dokładniejsze wyjaśnienie tych procesów było przedmiotem przeprowadzonych niedawno badań. Zdrowie © Thinkstock Bakterie często tworzą na powierzchni różnych obiektów złożone wzorce, nazywane biofilmem, które zwiększają ich oporność na niekorzystne czynniki zewnętrzne, w tym leki przeciwbakteryjne. Wykazano wprawdzie już wcześniej, jak ważne są społeczności bakteryjne, jednak mechanizmy kontrolowania organizacji przestrzennej, różnicowania i powstawania wzorców pozostają niejasne. Podczas finansowanego przez UE projektu BACTERIAL PATTERNS (Network analysis of bacterial multi-cellular patterning) analizowano tworzenie się biofilmu, korzystając z różniących się od siebie etapem rozwoju populacji bakterii Gram-dodatniej Bacillus subtilis, stosowanej jako organizm modelowy. Badanie ekspresji genów ukazało nieznane wcześniej dane na temat tworzenia biofilmu przez B. subtilis. Tworzenie biofilmów bakteryjnych jest skoordynowane dzięki zdolności bakterii do wyczuwania liczebności poprzez układ sygnałowy regulujący gęstość populacji. Naukowcy zidentyfikowali nowy system wyczuwania liczebności w tworzeniu się biofilmu: rapP-phrP. Gen fosfatazy rapP należy do tej samej kasety genowej co gen phrP kodujący polipeptyd regulatorowy. Ten układ sygnałowy nie został wcześniej odkryty z powodu mutacji w szczepie stosowanym przez innych naukowców. Po skorygowaniu tej mutacji w projekcie BACTERIAL PATTERNS wykazano, że wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe mają znaczący wpływ na powstawanie biofilmu. Genetyczne badanie przesiewowe pomogło w identyfikacji szeregu nowych czynników regulujących tworzenie biofilmu, w szczególności surfaktyny. Surfaktyna wytwarzana przez B. subtilis jest silnie działającym surfaktantem i nieswoistym antybiotykiem działającym na różne błony komórek bakteryjnych. Zidentyfikowanie warunków, w których sprzężenie między tworzeniem biofilmu i przetrwalników byłoby zaburzone, pozwoliło ujawnić mechanizmy genetycznej regulacji tego sprzężenia. Naukowcy poznali więc lepiej mechanizmy regulacji genetycznej procesu powstawania biofilmu. Substancje zaburzające te mechanizmy mogą stanowić skuteczne produkty przeciwbakteryjne do zastosowania w gospodarstwie domowym, szpitalu i przemyśle. Słowa kluczowe Szlaki sygnałowe, bakterie, biofilm, B. subtilis, wyczuwanie liczebności, surfaktyna
