إن بكتيريا الأمعاء لديك في حالة حرب – وتجبر أعدائها على تبديل مواقفهم

أمعائك هي ساحة معركة حيث تتقاتل قبائل متنافسة من البكتيريا المسلحة بالسهام السامة من أجل الأرض – وغالبًا ما تفوز بهذه المعارك جيوش من الخونة الذين أجبروا على تبديل مواقفهم عن طريق الحمض النووي الأناني الذي نقله إليهم أعداؤهم.

يقول لوري كومستوك من جامعة شيكاغو في إلينوي: “إن القولون البشري هو أحد أكثر النظم البيئية الميكروبية كثافة على وجه الأرض”. هناك الكثير من الأنواع المختلفة من البكتيريا، وسلالات مختلفة داخل الأنواع، تتقاتل من أجل نفس الموارد.

للحصول على اليد العليا، يقوم الكثيرون بإطلاق السموم في محاولة لتسميم منافسيهم. بعضهم مسلح بسلاح أكثر استثنائية، وهو بنادق السهام التي تطلق محاقن عالية السرعة لحقن السموم مباشرة في بكتيريا أخرى أو خلايا أكبر قريبة.

يقول كومستوك: “إنها سلاح زنبركي يتطلب أن تكون الكائنات الحية قريبة جدًا”.

الاسم الذي يبدو غير ضار لهذا النوع من مسدسات السهام هو نظام إفرازي من النوع 6، أو T6SS. يتم تسليح مجموعة واسعة من الأنواع بها، وهناك الكثير من الاختلاف في كيفية عملها – يمكن أن تحتوي السهام على العديد من السموم المختلفة، على سبيل المثال.

ولكن كيف تتجنب البكتيريا العمياء إطلاق النار على الأصدقاء وكذلك الأعداء؟ لا يفعلون ذلك. تقوم بعض الأنواع بإطلاق السهام السامة بأسرع ما يمكن، مما يؤدي إلى إصابة الصديق والعدو على حد سواء.

ولكن من الأهمية بمكان أن التعليمات الجينية لصنع نوع معين من مسدسات السهام تأتي دائمًا مع تعليمات صنع الترياق للسم الموجود في السهام التي يطلقها ذلك السلاح. عندما تُصاب بكتيريا بالسهام من أحد أفراد قبيلتها، فإنها لا تتأذى.

وبعبارة أخرى، في عالم السهام السامة والترياق هذا، يتم تحديد الجانب الذي تقف فيه البكتيريا من خلال مسدس السهام والترياق الذي تصنعه.

في عالم الحشرات، هناك نوع من أكثر الكائنات شراسة يسمى العصوانيات الهشة، التي تطلق مجموعة من السموم، بالإضافة إلى إطلاق سهامها دون توقف. ب. هشة تتغذى على السكريات المعقدة الموجودة في البطانة المخاطية للأمعاء، لذا يعتقد كومستوك أن سبب عدوانها هو محاولتها السيطرة على البطانة المخاطية والدفاع عن نفسها ضد الأنواع الأخرى ذات الصلة.

لكن بعض هذه الأنواع الأخرى تحتوي على أسلحة غير عادية على شكل قطع من الحمض النووي الأناني التي تعمل تقريبًا مثل كيانات مستقلة. إحدى هذه القطع من الحمض النووي، تسمى GA1، تقوم بتشفير الجينات للآلات التي تمكن GA1 من نقل نسخ منه إلى البكتيريا الأخرى.

كما أن لديها جينات لبندقية السهام والترياق لسم بندقية السهام. ما أظهره فريق كومستوك هو أنه بمجرد دخول GA1 ب. هشة، فإنه يمنع بطريقة أو بأخرى إنتاج ب. هشة السلاح ويجعلهم يبدأون في إنتاج مسدس GA1 – مما يجعلهم خونة بشكل أساسي.

وعندما تتكاثر هذه البكتيريا، فإنها تشكل جيوشًا من الخونة القادرين على القتل ب. هشة التي تفتقر إلى GA1. عادة ما تفوز الجيوش الخائنة بهذه المعارك، كما وجد فريق كومستوك في عدد من الاختبارات.

لكن في أحشائنا، حيث توجد العديد من الأنواع والسموم الأخرى، قد تختلف النتائج، كما تقول. يقول كومستوك: “هناك أشياء كثيرة مختلفة يجب أخذها في الاعتبار في هذه المعارك”. “ليس هناك دائمًا فائز واضح.”

اكتشف فريقها أيضًا جزءًا آخر من الحمض النووي الأناني يسمى GA2، والذي يبدو أنه يتصرف بطريقة مشابهة لـ GA1 ولكن باستخدام مسدس سهام وترياق مختلفين.

يقول بريان هامر من معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا: “قد يكون التبديل الجانبي أكثر شيوعًا مما كنا نقدره”.

كما أن البكتيريا المسببة للكوليرا تنتج وتطلق بنادق السهام بشكل مستمر. وفي حين كان من المفترض أن هذا السلوك مكلف، فقد أظهر فريق هامر في العام الماضي تلك السلالات ضمة الكوليرا التي لا تنتج T6SS بالكاد تنمو بشكل أسرع من تلك التي تنتجها، مما يشير إلى أن تكلفة التجول بالبنادق المشتعلة صغيرة بشكل مدهش.