المجتمعات البكتيرية أكثر تطورًا مما كان يُعتقَد سابقًا

وجد علماء الأحياء بجامعة كاليفورنيا سانتياغو، ومراكز بحثية أخرى، خلايا الغشاء الحيوي مُرتَبة بأشكالٍ مُتقنة، وهي خاصية كانت سابقًا تُميِّز فقط الكائنات العُليا مثل النباتات والحيوانات.

قال غورول سويل، الباحث بشعبة العلوم الحيوية في جامعة كاليفورنيا سانتياغو؛ مركز سانتياغو للأنظمة البيولوجية، ومعهد بيوسركتس، ومركز ابتكار الميكروبيوم: «نحن نرى خلايا الغشاء الحيوي أكثر تعقيدًا مما كنا نعتقد». وأضاف: «تقترح نتائجنا، من منظورٍ حيوي، أن مبدأ تَشكُّل الخلية في أثناء النمو أقدم بكثير مما يُعتقد في السابق».

وذكر أيضًا: «من الواضح أن قدرة الخلايا على تقسيم أنفسها في الوقت والمكان، لم يظهر فقط مع النباتات والفقاريات، ولكن قد يعود إلى أكثر من مليار سنة».

تتكون خلايا الغشاء الحيوي من خلايا من أنواع مختلفة، وهي منتشرة في عالم الكائنات الحية، إذ تسكن أنابيب الصرف الصحي، وآلات المطابخ وأسطح أسناننا.

لم يعتقد علماء الأحياء في السابق أن هذه الخلايا المُتباينة قد تُرتِب نفسها في أنماط معقدة ومرتبة.

طَوّر العالم سويل وزملائه تجاربًا ونظامًا رياضيًا يُوضِّح الأساس الجيني لآلية الساعة والجبهة، التي تصف عملية النشوء الجسدي في الفقاريات، والتي تلاحظ فقط في الكائنات عالية التطور من النباتات، إلى ذباب الفاكهة، وحتى البشر.

وكلما يتمدد الغشاء الحيوي مستهلكًا الغذاء، تتحرك موجة من نقص الغذاء عبر خلايا المجتمع البكتيري، وتتجمد الساعة الجزيئية في داخل كل خلية في وقت وموقع محددين، مما يكوّن نمطًا معقدًا من القطع المتكررة من أنواع خلايا مميزة.

والتقدم بالنسبة لمؤلفي الدراسة يتمثل في القدرة على التعرف على الدائرة الجينية الكامنة في قدرة الغشاء الحيوي على توليد حلقات مركزية من أنماط التعبير الجيني على مستوى مجتمع البيوفيلم الواسع المدى.

تمكن العلماء بعد ذلك من صياغة تنبوءات توضح قدرة الأغشية الحيوية بطبيعتها على توليد العديد من القطع.

وذكر العلماء في الدراسة التي نُشرَت في دورية Cell أن: «ذلك يوضح اكتشافنا أن الاغشية الحيوية البكتيرية توظف آلية نمطية تنموية، وحتى الآن يُعتقد أنها موجودة فقط في الفقاريات والنباتات».