Hoe praten bacteriën met elkaar?
Bacteriën communiceren via “signaalmoleculen”. Deze moleculen binden zich aan de receptoren van hun tegenhangers, en ze passen als radertjes in elkaar (zie vergroting). Zodra er meer moleculen worden gemeten, verandert het gedrag van deze groep. Ze gaan dan bijvoorbeeld sporen produceren of een biofilmlaag (= slijmerige extracellulaire structuur die is opgebouwd uit extracellulaire polymere stoffen).
Figuur 1: Celcommunicatie (AHV Internationaal, 2020 – gebaseerd op Bassler / Keulemans, De Volkskrant, 2017)
Quorum sensing (QS)
Bij AHV doen we onderzoek naar hoe bacteriën hun acties als groep kunnen coördineren door middel van quorum sensing (QS). Deze wetenschap verklaart hoe bacteriën communiceren met behulp van complexe chemische conversaties, of signaalmoleculen (zie figuur 1), om de grootte van hun populatie te meten (Bassler et al., 2005).
Wanneer specifieke bacteriën in kleine aantallen aanwezig zijn, worden hun signaalmoleculen sterk verdund, waardoor het uitvoeren van acties inefficiënt is. Wanneer er echter een hoge bevolkingsdichtheid is, wordt de concentratie van de signaalmoleculen zo hoog dat ze zich binden aan receptoren in bacteriële cellen (Bassler, 2009).
Dan kan de groep de verdediging coördineren en als groep effectief aanvallen (Reading et al., 2005).
Het begrijpen van de rol van biofilm in de natuur
Bacteriën werken samen als een groep, en biofilmvorming is een van de resultaten. Maar waarom produceren ze een biofilm?
Zoals alle levende organismen hebben bacteriën voedsel, water en de juiste omgeving nodig om te groeien en te overleven. De concurrentie om voedingsstoffen is hevig en zij moeten zich beschermen tegen vijandige omstandigheden in de gastheer, of tegen (giftige) stoffen die hen zullen doden wanneer zij zich in het planktonvormig bacterieel stadium (vrij levend) bevinden.
