Khoa học tìm ra cách các vi khuẩn "nói chuyện" với nhau

Vi khuẩn là dạng sinh vật sống cực kỳ đơn giản, không ít nhà khoa học đã từng thắc mắc rằng liệu chúng có thể "giao tiếp" được với nhau hay không, và nếu có thì bằng cách nào? Một nghiên cứu mới đây đã tìm ra câu trả lời cho câu hỏi này khi kết quả cho thấy các vi khuẩn liên lạc với nhau tương tự như cách "nói chuyện" của các tế bào thần kinh trong bộ não. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một thử nghiệm cho thấy cách một cụm vi khuẩn hành xử nhịp nhàng ra sao khi đạt tới một kích cỡ nhất định.

Trong thí nghiệm, các vi khuẩn ở rìa ngoài cùng của cụm màng sinh học (biofilm) gồm hàng trăm ngàn vi sinh vật, được tiếp cận không giới hạn với các chất dinh dưỡng, trong khi những cá thể ở trung tâm màng sinh học có nguy cơ bị chết đói. Để giải quyết vấn đề này, các vi khuẩn ở xa trung tâm định kỳ ngừng phát triển để cho phép các chất dinh dưỡng chảy vào trung tâm. Điều đó khiến các vi khuẩn ở trung tâm màng sinh học có thể sống sót qua các cuộc tấn công của hóa chất và thuốc kháng sinh.

Những thí nghiệm sau đó xác nhận, các vi khuẩn đang giao tiếp với nhau thông qua các tín hiệu điện do các protein "gác cổng", đóng vai trò như "kênh ion", phát đi và truyền tới cơ thể của chúng. Đặc biệt, các tín hiệu được truyền qua màng sinh học thông qua các sóng ion kali tích điện. Khi các kênh ion bị loại bỏ khỏi vi khuẩn, quá trình giao tiếp chấm dứt.

Tiến sĩ Gurol Suel thuộc Đại học California (Mỹ), người đứng đầu nghiên cứu, giải thích: "Cũng giống như các tế bào thần kinh trong bộ não của chúng ta, chúng tôi phát hiện, vi khuẩn sử dụng các kênh ion để giao tiếp với nhau thông qua các tín hiệu điện. Bằng cách này, cộng đồng vi khuẩn bên trong các màng sinh học dường như hoạt động rất giống một bộ não vi sinh vật". Theo tiến sĩ Suel, khám phá trên đã thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về các vi khuẩn cũng như bộ não.

"Mọi giác quan, hành vi và trí thông minh của chúng ta có được nhờ những giao tiếp bằng điện giữa các tế bào thần kinh trong bộ não, thông qua các kênh ion. Hiện, chúng tôi phát hiện, vi khuẩn sử dụng các kênh ion tương tự để giao tiếp và giải tỏa các căng thẳng trao đổi chất. Khám phá ám chỉ, các rối loạn thần kinh khởi phát từ sự căng thẳng trao đổi chất có thể có nguồn gốc từ vi khuẩn. Điều này do đó có thể mang tới triển vọng mới về cách chữa trị những chứng bệnh như vậy", ông Suel nhấn mạnh.

Ông Suel và các đồng nghiệp cũng nhận ra một điều thú vị là, cả chứng đau nửa đầu và quá trình phát tín hiệu điện ở vi khuẩn đều khởi phát từ sự căng thẳng trao đổi chất. Điều này đồng nghĩa, nhiều loại thuốc ban đầu được phát triển để chữa trị chứng động kinh và chứng đau nửa đầu cũng có thể hiệu quả trong việc tấn công các màng sinh học vi khuẩn, vốn đang trở thành một vấn đề sức khỏe trên toàn thế giới vì khả năng kháng kháng sinh của chúng.

Tham khảo Iflscience