15:04 2022-01-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum viermii C. elegans evită să se otrăvească
_ Cum C. elegans viermii evită să se otrăvească
Javier Apfeld a abordat întrebarea ca un detectiv de viermi. Cu excepția faptului că, în loc să rezolve uciderea unei creaturi zdruncinate, biologul încerca să înțeleagă de ce viermii nu au murit, în ciuda prezenței comune a unei toxine mortale în mediile în care trăiesc.
Verdictul: viermii știu. cum să detectați și să evitați amenințarea chimică. Un truc pe care îl folosesc, așa cum descriu Apfeld și colegii într-o nouă lucrare publicată în PLOS Pathogens, este că știu să se descurce cu puțin ajutor din mâncare.
Și, spune Apfeld, un profesor asistent. de biologie la Northeastern, înțelegerea metodelor viermilor ne-ar putea ajuta să înțelegem cum alte creaturi, inclusiv oamenii, care se confruntă cu aceeași amenințare toxică, pot împiedica acel inamic chimic.
Viermele în cauză se numește Caenorhabditis elegans și este un tip de viermi rotunzi microscopici adesea folosit ca organism model pentru a studia bolile umane. Una dintre cele mai mari amenințări la adresa existenței sale este o substanță comună: peroxidul de hidrogen.
Peroxidul de hidrogen poate fi fatal pentru toate tipurile de organisme. Compusul chimic reacționează ușor cu alte molecule și poate distruge pereții celulari. Se găsește în toată lumea naturală, în special în sferele microscopice, deoarece este produs de o gamă largă de microorganisme.
Peroxidul de hidrogen este atât de comun încât multe organisme au dezvoltat mecanisme de apărare împotriva toxicității sale. O metodă este de a produce enzime care degradează toxina chimică și o împiedică să facă daune. Viermii nu sunt diferiți.
Dar într-un studiu anterior, Apfeld și echipa sa au observat un lucru ciudat: C. elegans își dezactivează apărarea împotriva peroxidului de hidrogen atunci când mănâncă.
„Este părea ciudat la început”, spune el. „Dar se dovedește că bacteriile pe care le mănâncă viermii au apărări similare, aceste enzime care degradează peroxidul.”
Apfeld a presupus că, probabil, atunci când viermii simt mirosul de mâncare, își dau seama că vor putea coopta. protectia acelei bacterii pentru sine. Din perspectiva viermilor, are sens, el spune: „De ce să induceți o protecție atunci când puteți descărca protecția împotriva bacteriilor?”
Dar nu toate bacteriile oferă viermilor aceeași protecție. Deci, ar putea viermii să facă de fapt diferența dintre ce gustare i-ar proteja și care nu?
Apfeld a pus întrebarea studenților din laboratorul său. Ei au înființat mai multe experimente care i-au forțat pe viermi să aleagă între diferite alimente într-o cutie Petri – uneori în prezența peroxidului de hidrogen.
Într-un experiment, cercetătorii le-au oferit viermilor să aleagă între bacteriile care degradează hidrogenul. peroxid și bacterii care nu. Ei puneau un vierme între cele două opțiuni în placa Petri și priveau unde merge.
Nu este surprinzător, „când era peroxid în jur, viermii aveau într-adevăr o preferință puternică pentru bacteriile care protejează. ei", spune Apfeld. Uneori, viermii mergeau în ambele locuri, dar odată ce simțeau că bacteria nu îi va proteja, de obicei părăseau acea hrană.
Dar nu întotdeauna, spune Apfeld. „Este o decizie dificilă” pentru viermi, spune el. „Lași mâncarea? Pentru că, dacă lași mâncarea, s-ar putea să nu mai întâlnești mâncare și să mori. Și dacă stai, s-ar putea să mori și tu”, dacă există peroxid de hidrogen în jur.
Pentru. Sapa mai adanc in procesul decizional al lui C. elegans, Apfeld a colaborat cu Vivek Venkatachalam, profesor asistent de fizica la Northeastern, si cu laboratorul sau pentru a imagina activitatea creierului asociata cu aceste alegeri. Echipa a identificat ce neuroni au răspuns la prezența peroxidului de hidrogen în mediu și care ar răspunde la alimente.
Cercetătorii au descoperit că, având în vedere un mediu atât cu alimente, cât și cu peroxid de hidrogen, doar unul dintre răspunsurile neurologice ar avea de câștigat. Dacă bacteriile ar oferi mai puțină protecție, mecanismul neurologic de căutare a hranei avea mai puține șanse să câștige, iar viermele și-ar pune energia să scape de amenințarea peroxidului de hidrogen, mai degrabă decât să mănânce bacteriile.
„Ei. răspund la concentrația de alimente, la concentrația de peroxid”, spune Apfeld. „Dar abia începem să înțelegem cum iau viermii decizii și cum răspund ei la indicii conflictuale.”
O investigație ulterioară, spune el, este justificată pentru a înțelege mai bine modul în care creierul coordonează mozaicul de inputuri senzoriale care semnalează pericol, hrană și alți indicatori importanți pentru supraviețuire. Și înțelegerea lor în viermi ar putea oferi indicii despre modul în care creaturile cu sisteme neurologice mai complexe (cum ar fi oamenii) știu să reacționeze în moduri pentru a se menține în siguranță.
Comentarii:
Adauga Comentariu