Tutkijat selvittävät bakteerien viestinnän välisiä suhteita – hyötyä muun muassa lääkkeille vastustuskykyisten bakteerien hoidossa
Bakteerien keskinäisen viestinnän häiritseminen paitsi vähensi tulehdusta, se myös teki bakteereista alttiimpia antibiooteille.
![Havainnekuva bakteerien viestinnästä molekyylien avulla.](/data/images/public/37936456/70060058/fcf80a96-4f76-4b75-af84-90f1523b53a1-w_720.png)
Aalto-yliopiston tutkijat ovat onnistuneet koneoppimista ja laboratoriokokeita yhdistämällä perehtymään bakteerien viestinnässään käyttämiin eri kieliin. Bakteerien kommunikoinnin – ja myös sen, milloin ne eivät pysty kommunikoimaan – ymmärtämisestä on hyötyä lääkkeille vastustuskykyisten bakteerien hoidossa sekä uusien biotietokoneiden kehittämisessä.
Tutkimus pohjaa aiempaan hankkeeseen , jossa tutkijat osoittivat, että bakteerien keskinäisen viestinnän häiritseminen on tehokas tapa torjua moniresistenttejä bakteereja. Bakteerit käyttävät pieniä molekyylejä kommunikoidakseen keskenään ja ohjaillakseen infektiota. Tutkimusryhmä onnistui osoittamaan, että bakteerien keskinäisen viestinnän häiritseminen vaikuttamalla näihin molekyyleihin paitsi vähensi tulehdusta, teki myös bakteereista alttiimpia antibiooteille.
Tuoreessa tutkimuksessa tarkasteltiin tarkemmin niitä tapoja, joilla bakteerit kommunikoivat. Tutkijat yhdistivät analyysissään koneoppimista ja laboratoriossa tehtyjä kokeita tutkiakseen kaikkia noin 170:tä tunnettua bakteerien kommunikointitapaa. Analyysin avulla saatiin käsitys kommunikointitapojen yhtäläisyyksistä ja eroista. Tätä ymmärrystä voidaan jatkossa käyttää sekä haitallisten bakteerien häiritsemiseen että hyödyllisten "bakteerilogiikkapiirien" rakentamiseen.
Tutkimuksen ensimmäinen vaihe oli koneoppimisanalyysi: kommunikointitavat jaoteltiin ryhmiin niiden molekyylien rakenteen perusteella. Tuloksena syntyi ryhmiä, jotka koostuivat toisiaan muistuttavista kommunikointitavoista – ja erosivat muiden ryhmien kommunikointitavoista. Tämä on verrattavissa ihmiskieliin: englanti, ranska ja hollanti kuuluvat yhteen kieliryhmään, kun taas esimerkiksi arabia ja heprea kuuluvat toiseen. Seuraavaksi tutkimusryhmä osoitti kokeellisesti, että bakteerit ymmärtävät jonkin verran näitä toisiinsa liittyviä kommunikointitapoja.
"Teimme bakteereille ikään kuin ’kielikokeen’, ja havaitsimme, että bakteerit, jotka käyttävät samankaltaisia kommunikointitapoja voivat ymmärtää toisiaan, aivan kuten hollantilainen voi ymmärtää saksaa. Testasimme myös hyvin erilaisia kommunikointitapoja käyttävien bakteerien välistä viestintää ja havaitsimme, että ne eivät ymmärrä toisiaan lainkaan – aivan kuten suomea, hollantia ja arabiaa puhuvien ihmisten välinen keskustelu ei etenisi kovinkaan pitkälle", sanoo tutkimusta johtanut tohtorikoulutettava Christopher Jonkergouw.
Tutkijat osoittivat, että näiden työkalujen avulla voidaan tarkasti arvioida bakteerien kommunikointitapojen välisiä yhteyksiä, ja myös ennustaa, ymmärtävätkö ne toisiaan. Nämä havainnot ovat erittäin arvokkaita, kun ryhmä jatkokehittää uutta hoitomenetelmää. Kommunikointitavoilla on myös vaikutuksia bioteknologiaan: niitä voidaan käyttää eri bakteeriyhteisöjen ryhmien välisten tehtävien ohjaamiseen – tai jopa bakteerien mikroprosessoreissa.
Tutkimus on äskettäin julkaistu Angewandte Chemie -lehden kansainvälisessä versiossa.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Christopher Jonkergouw
Väitöskirjatutkija, Aalto-yliopisto
christopher.jonkergouw@aalto.fi
+358504337117
Kuvat
![Havainnekuva bakteerien viestinnästä molekyylien avulla.](/data/images/public/37936456/70060058/39802be9-a234-42fd-a829-af11ec8f1961-w_240.png)
![Havainnekuva, jossa neljä eri väristä bakteerien mikroprosessoria.](/data/images/public/37936456/70060058/da825c0e-7832-4c23-8007-52d04a3dcc99-w_240.png)
Linkit
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Miten rakkaus näkyy aivoissa? Tutkimus paljastaa rakkauden eri lajien aivoalueet26.8.2024 09:00:03 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston tutkijat kartoittivat millaista aivotoimintaa kuusi eri rakkauden lajia saa aikaan. Aivot aktivoituvat rakkaudesta läheisiä kohtaan erityisesti palkintojärjestelmän ja sosiaalisen aivotoiminnan alueilla.
Tutkijoille läpimurto kubittien energiahäviöiden mittaamisessa – mahdollistaa tulevaisuuden tehokkaammat kvanttitietokoneet22.8.2024 13:45:00 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston tutkijat osoittivat, miten kubittien energiahäviöt voidaan selittää yksinkertaisella kokeella. Löytö auttaa fyysikoita kehittämään tehokkaampia kubitteja esimerkiksi kvanttitietokoneita varten.
”Taivaallinen flipperi” antaa Juicelle tuplatyönnön matkalla Jupiteriin: ESA:n luotain ohittaa Kuun ja Maan19.8.2024 11:50:00 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen tutkijat ovat olleet mukana rakentamassa PEP-mittalaitetta, joka tekee ainutlaatuisia mittauksia Maan avaruusympäristöstä ohilentojen aikana.
Suomen kuuden suurimman kaupungin ilmastotoimet vertailussa – tiivistäminen ei riitä ratkaisuksi, tutkijat korostavat15.8.2024 12:10:39 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston tutkijat osoittivat, että vaikka kaupunkivihreän merkitys kasvaa, kaupunkirakenteen tiivistäminen on edelleen ilmastotyön mantra, jota ei kyseenalaisteta. Kaupunkien ilmastosuunnitelmista löytyi myös eroja: Helsinki, Espoo ja Oulu näkevät kaupunkivihreän lähinnä tiiviyttä palvelevana sopeutumisena, kun taas Tampere, Turku ja Vantaa painottavat luonnonsuojelua ja yhä enemmän myös kaupunkivihreän lukuisia hyötyjä ympäristölle ja asukkaille.
Miljoonarahoitus hengittävien puuvaahtorakennusten kehittämiseen – ilmanvaihtoaukot avautuvat ja sulkeutuvat itsestään9.8.2024 11:12:30 EEST | Tiedote
Puuvaahdosta 4D-tulostamalla tehty julkisivuelementti voi säästää merkittävästi lämmitykseen ja jäähdytykseen tarvittavaa energiaa sekä kutistaa rakentamisen hiilijalanjälkeä. ”Kuulostaa scifiltä, mutta on täysin mahdollista”, hanketta vetävä Juha Koivisto kuvaa Gaudin arkkitehtuurin inspiroimaa ratkaisua.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme