Seepialaji joka johdatti quorum sensingin jäljille. Kuva: Narrissa Spies / Wikimedia Commons

Viime viikolla käsitykseni maailmasta muuttui.

Tutkijana olemisen hienoimpia puolia on, että pitää jatkuvasti seurata uusinta tutkimusta.  Suurin osa julkaisuista on luonteelta sellaisia, että ne asettavat yhden tiedonjyvän lisää monimutkaiseen rakennelmaan. Arkistoin julkaisut omaan arkistooni, lisään lyhyen kommentin ja muutaman asiaviitteen, jotta löydän ne, kun pitää myöhemmin tarkistaa, että miten joku asia menikään.

Silloin tällöin tulee julkaisu, jonka tulokset eivät ole niinkään niin kiinnostavia, vaan menetelmät, jolla tulos on saatu. Tutkijat ovat keksineet jonkun oivaltavan tavan selvittää vastaus tutkimuskysymykseensä. Näistä puhumme kollegoiden kesken ja pohdin pitäisikö itse tehdä jotain samankaltaista.

Antoisimpia ovat ne julkaisut, jotka ovat niin omituisia, että ne laajentavat maailmankuvaa kertaheitolla. Yksi sellainen oli tutkimus, jossa paljastettiin, miten virukset salakuuntelevat bakteereita.

 

Bakteerit keskustelevat keskenään päästämällä ympäristöönsä molekyylejä. Muut bakteerit sitten tunnistavat nämä molekyylit, ja ne pystyvät siten arvioimaan bakteerien määrän ympäristössä. Englanniksi tästä ilmiöstä käytetään nimitystä quorum sensing. Tämä kommunikointitapa mahdollistaa bakteerien toiminnan koordinoinnin.

Ensimmäisenä quorum sensing havaittiin valoa tuottavassa Aliivibrio fischeri –bakteerissa. Tämä bakteeri elää symbioosissa monien eläinten kanssa. Parhaiten tunnettu on bakteerin yhteiselo Tyynessämeressä asuvan Euprymna scolopes –seepian kanssa. Bakteeri asuu seepian valoelimissä ja tuottaa öisin valoa, niin ettei seepiasta muodostu vedessä varjoa.

Aliivibrio fischeri elää myös vapaana vedessä, mutta se ei tällöin tuota valoa. Vasta kun bakteerien tiheys kasvaa riittävän suureksi – kuten seepian valoelimessä – bakteerit alkavat tuottaa valoa. Bakteerin valon tuotantoon liittyvät geenit aktivoituvat vasta, kun bakteerien tuottamien molekyylien määrä nousee tarpeeksi korkeaksi.

 

Virusten sekaantuminen quorum sensing –järjestelmään selvisi geneettisin menetelmin. Tutkijat selvittivät kolerabakteerin viestinnän toimintaa ja siinä keskeisenä toimivan VqmA-proteiinin kehityshistoriaa. Vertailu tietokantoihin paljasti, että monilla lähisukuisilla lajeilla oli samankaltaista proteiinia tuottava geeni. Yllättäen myöskin eräällä viruksella oli samankaltainen vastaanottajaproteiini.

Tutkijat etsivät virusnäytteet ja aloittivat selvittämään aistivatko viruksetkin bakteerien viestejä. Tulos oli selkeä kyllä: kun virus aistii riittävän paljon bakteereita ympäristössään, se siirtyy lepotilasta pois ja alkaa lisääntyä. Virus käyttää siis hyödykseen bakteerien viestintäjärjestelmää.

Tämä on huikea asia, sillä virukset ovat niin yksinkertaisia, ettei niitä edes luokitella eläviksi.

Virusten elämässä on kaksi vaihtoehtoa: odottaa tai lisääntyä. Virusten lisääntymisen ongelma on, että yleensä ne lopuksi tappavat isäntäsolunsa. Viruksilla on siis oltava lähistöllä uusi isäntä tartuttavaksi, että ne selviytyvät hengissä. Bakteerien viestinnän kuunteleminen ratkaisee juuri jatkuvuuden ongelman. Tällöin virukset voivat lisääntyä ja tuhota isäntäsolunsa, kun ne ovat varmoja, että lähistöllä on uusia bakteereita tartutettavaksi.

Samalla virukset voivat myös tarjota uuden mahdollisuuden taistella bakteereja vastaan. Tutkitun viruksen rakennetta voidaan muuttaa ja virus ohjelmoida uudestaan niin, että ne saadaan hyökkäämään muitakin bakteereita vastaan, kun niiden ympäristössä on oikeita molekyylejä.

Bakteeritaudinaiheuttajiemme viholliset ovat todellisia ystäviämme ja tutkimus tutkimukselta tiedämme paremmin, miten niiden kanssa voi kommunikoida.

 

Lisäys 20.12.2018, klo 14.41: Viimeisen virkkeen tarkennus että kyseessä ovat tautia aiheuttavat bakteerit.  

Kommentit (1)

Käyttäjä4499
Liittynyt21.7.2017
Viestejä5718

Näin se muuten on:

"Silloin tällöin tulee julkaisu, jonka tulokset eivät ole niinkään niin kiinnostavia, vaan menetelmät, jolla tulos on saatu. Tutkijat ovat keksineet jonkun oivaltavan tavan selvittää vastaus tutkimuskysymykseensä."

Enemmän keskustelua voisi olla tutkimustavoista!

Ja tuo seepian poikanen on niin suloinen, et "mä en kestä"...

VVM = varhainen vuorovaikutusmalli

Seuraa 

Kaiken takana on loinen

Tuomas Aivelo on ekologian ja evoluutiobiologian tutkijatohtori Helsingin yliopistossa. Hän karkaa arjestaan tutkimaan Helsingin viemärirottia, punkkeja ja metsämyyriä Alpeille, pohtimaan biologian oppimista tai ihan vain ihastelemaan loisia.

Teemat

Hae blogista

Blogiarkisto

2018
2017
Heinäkuu
2016
2015
2014