التواصل بين الخلايا البكتيرية عبر الإشارات الكهربائية | نقل الشحنات الكهربائية بين الخلايا لا يقتصر على الكائنات متعددة الخلايا فحسب

استمع على ساوندكلاود 🎧

قد تكون البكتيريا كائنات قديمة، لكن لا يمكن دعوتها بدائية. بغض النظر عن كونها وحيدة الخلية، يمكنها أن تسلُك سلوك فريق؛ كتقاسُم المغذيات مع جاراتها، التحرك بشكل متوافق مع بقية أفرادها، بل تُقدِم على الانتحار من أجل المصلحة العليا لمستعمراتها. تتيح الجزيئات التي تنتقل من خلية لأخرى هذا السلوك الجماعي في عملية إرسال إشارة تدعى (استشعار النصاب quorum sensing)، ولتفاصيلٍ أكثر، طالع مقالاتنا السابقة من هنا: (هنا و هنا ).

والآن يُكتشف دليلاً جديداً أن البكتيريا قد تملك وسيلة أخرى لكي "تتخاطب" فيما بينها: التواصل عبر الإشارات الكهربائية؛ وهي آلية كان يعتقد أنها تحصل فقط في الكائنات متعددة الخلايا.

في عام 2010، خطا عالم البيولوجيا الجزيئية (غيرول سول Gürol Süel) من جامعة كاليفورنيا، الخطوة الأولى لفهم كيف يمكن لبكتيريا تعيش في التربة تُدعى (Bacillus subtilis) أن تنمو إلى مجتمعات

هائلة مكونة من أكثر من مليون عنصر وتحافظ على ازدهارها. وقد وجد مع زملاءه أنه عندما تصل المستعمرة لحجم حرج، تتوقف الجراثيم في المحيط عن التكاثر لتُبقي ما يكفي من المغذيات للجراثيم في المركز.

لكن هذه الملاحظة قادت للتساؤل عن الآلية التي من خلالها تتلقّى الجراثيم التي تعيش على حواف المستعمَرة الأوامر للكف عن الانقسام. في دراسةٍ حديثة، اكتشف (سول) أن الإشارات بين-الخلوية في هذه الحالة كانت في الحقيقة كهربائية؛ إذ تنتقل الرسائل عبر قنوات آيونية، وهي البروتينات الموجودة على سطح الخلية التي تتحكم بتدفق الجزيئات المشحونة – في هذه الحالة آيونات البوتاسيوم – داخل وخارج الخلية، ويمكن أن تُغير عملية فتح وإغلاق هذه الأقنية شحنات الخلايا المجاورة، محفزةً إياها لإطلاق هكذا جزيئات، وبالتالي نقل الإشارة الكهربائية من خلية لأخرى. إذ يقول (سول): "كنا نعلم أن البكتيريا تمتلك أقنية آيونية، وقد افتُرِضَتْ لها وظائفَ مختلفة، لكن فقط في ما يخص خلية منفردة، إلّا أننا نرى الآن أن هذه الأقنية تُستَخدَمُ أيضاً في تنسيق سلوك ملايين الخلايا مجتمعةً."

إن نقل الإشارة بهذه الطريقة يذكرنا بالآلية التي تقوم من خلالها العصبونات بنقل المعلومات في أدمغتنا. ويحفز هذا الاكتشاف وغيره العلماء على إعادة تقييم افتراضاتهم حول حياة وحيدات الخلية، إذ يوضِّح (ستيف لوكلَس Steve Lockless) البيولوجي في جامعة Texas A&M الذي لم يكن مشتركاً في الدراسة ذلك بقوله: "سادَ الاعتقاد سابقاً بأن البكتريا محدودة القدرات لأنها ليست متعددة الخلية". لكن مع تزايد الأدلة على السلوك متعدد الجوانب لدى وحيدات الخلية، فلا يبقى الحال على ما هو عليه.

المصادر:

هنا