لقد أعطى التعلم الآلي والتجارب المعملية للعلماء نظرة ثاقبة حول اللغات المختلفة التي تستخدمها البكتيريا للتواصل. من خلال فهم كيفية تفاعل البكتيريا وتحت أي ظروف يتم تعطيل اتصالاتها، يمكن للباحثين حل المشكلات المتعلقة بالبكتيريا المقاومة للأدوية وتطوير تقنيات الحوسبة الحيوية.
وفي مشروع سابق، وجد الباحثون أن تعطيل التواصل البكتيري هو وسيلة فعالة لمكافحة البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة. ويظهر بحث الفريق أن التدخل في التواصل البكتيري عن طريق منع هذه الجزيئات يمكن أن يقلل الالتهاب ويجعل البكتيريا أكثر عرضة للمضادات الحيوية.
فك رموز لغة البكتيريا: حدود جديدة
الآن، ألقى الباحثون نظرة فاحصة على لغة التواصل الخاصة بالبكتيريا. واستخدموا مزيجًا من التعلم الآلي والتجارب المعملية لدراسة ما يقرب من 170 لغة بكتيرية معروفة. ومن خلال تحليلهم، تعرف الباحثون على أوجه التشابه والاختلاف بين اللغات البكتيرية، والتي يمكن استخدامها لتدمير البكتيريا الضارة وبناء "دوائر منطقية بكتيرية" مفيدة.
كانت الخطوة الأولى هي إجراء تحليل التعلم الآلي لتجميع اللغات البكتيرية بناءً على بنيتها الجزيئية. وأظهر التحليل أن اللغات في هذه المجموعات كانت أكثر تشابهاً مع بعضها البعض مقارنة باللغات الموجودة في المجموعات الأخرى. وهذا يعادل اللغات البشرية: تنتمي الإنجليزية والفرنسية والهولندية، على سبيل المثال، إلى فئة واحدة من اللغات، بينما تنتمي العربية والعبرية إلى فئة أخرى.
لقد فهمت البكتيريا وأسيء فهمها: النتائج الرئيسية
بعد ذلك، أثبت فريق البحث تجريبيًا أن البكتيريا يمكنها فهم اللغة ذات الصلة إلى حد معين. وقال كريستوفر جونكيرجو، طالب الدكتوراه الذي قاد الدراسة: "لقد أجرينا فحصًا للغة البكتيرية ووجدنا أن البكتيريا التي تتحدث لغات متشابهة جدًا يمكنها فهم بعضها البعض، تمامًا كما يستطيع الهولنديون فهم بعض الألمانية. كما اختبرنا التواصل بين البكتيريا التي تتحدث لغات مختلفة تمامًا ووجدنا أنها لا تستطيع فهم بعضها البعض على الإطلاق - تمامًا مثل المحادثة بين المتحدثين الفنلندية والهولندية والعربية لن تؤدي إلى أي نتيجة".
وباستخدام هذه الأدوات، أثبت الباحثون أنه يمكننا تقدير الروابط بين اللغات البكتيرية بدقة والتنبؤ بما إذا كان من الممكن فهمها. تعتبر النتائج ذات قيمة لمواصلة تحسين العلاجات الجديدة لفريق البحث، ولكن لها أيضًا آثار على التكنولوجيا الحيوية - حيث يمكن استخدام اللغات البكتيرية لتنسيق المهام بين المجموعات في المجتمعات البكتيرية وحتى استخدامها في المعالجات الدقيقة البكتيرية.
المراجع: "استكشاف التنوع الكيميائي في أنظمة إشارات الاستشعار الكمي بين الخلايا بدائية النواة" شارك في تأليفه كريستوفر جونكيرجو، بيهلا سافولا، إيكاترينا أوسميخينا، جويريفان سترين، بيوتر باتيس وماركوس بي ليندر، 25 أكتوبر 2023، "Angewandte Chemie International Edition".
دوى:10.1002/anie.202314469
المصدر المجمع: ScitechDaily