Baktériumok az antibiotikumokkal szemben: vizuális kísérlet

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Mi az "evolúció"? Először is, ez egy természetes fejlődés, amelyet a genetikai összetétel megváltozása és a környezethez való alkalmazkodás kísér. Más szóval, az organizmusok fokozatosan mutálódnak, hogy túléljenek nehéz környezetben.

És most nem csak az állatokról beszélünk, hanem a minket körülvevő baktériumokról is. A Harvard Medical School tudósai elképesztő videót készítettek, amely bemutatja az E. coli baktérium evolúcióját. Meghívjuk, hogy nézze meg.

A kísérlet lényege a következő volt: annak bemutatása, hogy a baktériumok hogyan alkalmazkodnak túlélésük érdekében a nehéz környezeti feltételekhez. Ehhez egy óriási, téglalap alakú, 60 x 120 centiméteres Petri-csészét készítettek. A tápoldat nem volt egyenletes. A tálat 9 téglalap alakú részre osztották. A két külső rész normál tápoldatot tartalmazott, amelyben a baktériumok szabadon szaporodhatnak. De minden következő szakaszban antibiotikumot adtak hozzá, és minél közelebb van a szakasz az edény közepéhez, annál magasabb volt az antibiotikumok koncentrációja.

Így amint a baktériumok a következő szakasz határát értek el, nem volt más választásuk, mint fejlődni, hogy ellenálljanak az életüket fenyegető veszélynek. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok új törzsei tovább szaporodtak, így szakaszról szakaszra a régi telepek pusztultak el, és az újak lassan, de biztosan haladtak a Petri-csésze győztes közepe felé. Természetesen a videón ennek a folyamatnak a többszörösen felgyorsított felvétele is látható lesz, ugyanis az egész kísérlet 11 napig tartott a harvardi tudósoknak.

A kísérletnek nemcsak tudományos, hanem oktatási értéke is van. A MEGA aréna nagy tere lehetővé teszi a mutációk és a természetes szelekció vizuális megfigyelését a baktériumpopuláció frontjának terjedése során.

Ahogy az antibiotikum-rezisztencia folyamatosan növekszik, számos párhuzamos evolúciós vonal jelenik meg a baktériumpopulációban, amelyek fenotípusában és genotípusában különböznek egymástól.

A baktériumpopuláció élén és háta mögött elhelyezkedő baktériumok tanulmányozásával a tudósok számos érdekes dolgot fedeztek fel. Kiderült, hogy az evolúciót nem mindig az antibiotikumokkal szemben leginkább ellenálló baktériumok viszik előre. Furcsa módon néha a legrezisztensebb vonalak az érzékenyebb baktériumok mögött rekednek. Nyilvánvalóan ez a "korai" mutációknak köszönhető, amikor bizonyos baktériumok készen állnak a túlélésre magasabb koncentrációjú antibiotikumban, ami a jövőben megjelenik, de még nem jelent meg. Ilyen helyzetben a potenciálisan jobban alkalmazkodó baktériumok elöl adják át a helyét rokonaiknak, amelyek pontosan a pillanatnyi tényleges koncentrációhoz alkalmazkodnak.

Ennek az elméletnek a tesztelésére a tudósok mintákat vettek izolált, "korai" mutációkkal rendelkező baktériumkolóniákból, és erőszakkal a front elé helyezték őket. Ahogy az várható volt, olyan körülmények között éltek túl, amelyek között a fő bakteriális front nem tudott életben maradni.

A tudósok azt is megállapították, hogy a gyenge antibiotikum hatáshoz való jobb alkalmazkodás később felgyorsítja a magasabb koncentrációkhoz való alkalmazkodást (az alábbi képen). Minden olyan, mint az emberek, akik jobban tudnak alkalmazkodni a romló életkörülményekhez, ha a változások fokozatosan és észrevétlenül következnek be.