बैक्टीरिया और कवक के बीच एक क्रॉस-किंगडम साझेदारी के परिणामस्वरूप दोनों असामान्य ताकत और लचीलापन के साथ “सुपरऑर्गेनिज्म” बनाने में शामिल हो सकते हैं।
यह विज्ञान कथा के सामान की तरह लग सकता है, लेकिन ये माइक्रोबियल समूह यहां और अभी का बहुत हिस्सा हैं।
गंभीर बचपन के दाँत क्षय वाले बच्चों की लार में पाए जाने वाले, ये संयोजन दांतों को प्रभावी ढंग से उपनिवेशित कर सकते हैं।
यूनिवर्सिटी ऑफ पेनसिल्वेनिया स्कूल ऑफ डेंटल मेडिसिन के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में शोध दल के अनुसार, वे चिपचिपे, रोगाणुरोधी के प्रति अधिक प्रतिरोधी थे, और अकेले बैक्टीरिया या कवक की तुलना में दांतों से निकालना अधिक कठिन था।
इसके अलावा, असेंबल अप्रत्याशित रूप से “अंग” अंकुरित होते हैं जो उन्हें “चलने” और “छलांग” करने के लिए प्रेरित करते हैं, दांत की सतह पर जल्दी से फैलने के लिए, प्रत्येक सूक्ष्म जीव अपने आप में गैर-प्रेरक होने के बावजूद, टीम ने जर्नल प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल में रिपोर्ट की। विज्ञान अकादमी।
पेन डेंटल मेडिसिन के प्रोफेसर ह्यून (मिशेल) कू और पेपर पर एक सह-संबंधित लेखक, ह्यून (मिशेल) कू कहते हैं, “यह एक बहुत ही सरल, लगभग आकस्मिक खोज के साथ शुरू हुआ, जो आक्रामक दांत क्षय विकसित करने वाले बच्चों से लार के नमूने को देखते हुए शुरू हुआ।”
उन्होंने आगे कहा, “माइक्रोस्कोप के नीचे देखते हुए, हमने देखा कि बैक्टीरिया और कवक इन संयोजनों और विकासशील गतियों को बनाते हैं जिन्हें हमने कभी नहीं सोचा था: एक ‘चलने की तरह’ और ‘छलांग की तरह’ गतिशीलता।
उनके पास बहुत कुछ है जिसे हम ‘आकस्मिक कार्य’ कहते हैं जो इस संयोजन में नए लाभ लाते हैं जो वे अपने दम पर हासिल नहीं कर सके।
यह लगभग एक नए जीव की तरह है – एक सुपरऑर्गेनिज्म – नए कार्यों के साथ।”
एक साथ बेहतर (या बदतर)
अतीत में, कू की प्रयोगशाला ने दंत बायोफिल्म, या पट्टिका पर ध्यान केंद्रित किया है, जो गंभीर दाँत क्षय वाले बच्चों में मौजूद है, जिससे पता चलता है कि दोनों बैक्टीरिया – स्ट्रेप्टोकोकस म्यूटन्स – और कवक – कैंडिडा अल्बिकन्स – रोग में योगदान करते हैं।
क्षय, जिसे आमतौर पर कैविटी के रूप में जाना जाता है, तब उत्पन्न होता है जब आहार में शर्करा मुंह में बैक्टीरिया और कवक को खिलाने के लिए रुकती है, जिससे एसिड-उत्पादक दंत पट्टिका होती है जो तामचीनी को नष्ट कर देती है।
खोजों का नया सेट तब आया जब कू के समूह में पोस्टडॉक्टरल फेलो ज़ी रेन माइक्रोस्कोपी का उपयोग कर रहे थे जो वैज्ञानिकों को वास्तविक समय में जीवित सूक्ष्म जीवों के व्यवहार की कल्पना करने की अनुमति देता है।
पेन सेंटर फॉर इनोवेशन एंड प्रिसिजन डेंटिस्ट्री के भीतर एनआईडीसीआर टी 90 आर 90 पोस्टडॉक्टरल ट्रेनिंग प्रोग्राम के पहले कॉहोर्ट के पेपर पर पहले लेखक और भाग के पहले लेखक रेन कहते हैं, “तकनीक जटिल जैविक प्रक्रियाओं की गतिशीलता की जांच करने के लिए नई संभावनाएं खोलती है।”
लार के नमूनों में मौजूद जीवाणु-कवक समूहों को देखने के बाद, रेन, कू और उनके साथी इस बात को लेकर उत्सुक थे कि एक बार दांत की सतह से जुड़ने के बाद समूह कैसे व्यवहार कर सकते हैं।
इस प्रकार लगाव और अंतिम वृद्धि की प्रक्रिया का निरीक्षण करने के लिए रीयल-टाइम लाइव माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके प्रयोगों की एक श्रृंखला शुरू हुई।
उन्होंने बैक्टीरिया, कवक और एक दांत जैसी सामग्री का उपयोग करके इन संयोजनों के गठन को फिर से बनाने के लिए एक प्रयोगशाला प्रणाली बनाई, जो सभी मानव लार में उगाई गई थी।
मंच ने शोधकर्ताओं को समूहों को एक साथ देखने और परिणामी संयोजनों की संरचना का विश्लेषण करने में सक्षम बनाया।
उन्हें कवक खमीर और फिलामेंट-जैसे अनुमानों के एक जटिल नेटवर्क में संलग्न बैक्टीरिया समूहों के साथ एक उच्च संगठित संरचना मिली, जिसे हाइफे कहा जाता है, जो सभी एक बाह्य बहुलक, एक गोंद जैसी सामग्री में घिरा हुआ है।
इसके बाद, टीम ने इन क्रॉस-किंगडम असेंबलियों के गुणों का परीक्षण किया, जब उन्होंने दांत की सतह को उपनिवेशित किया था और रेन कहते हैं, “आश्चर्यजनक व्यवहार और आकस्मिक गुण” पाए गए, “बढ़ी हुई सतह आसंजन सहित, उन्हें बहुत चिपचिपा बना दिया, और यांत्रिक और एंटीमिक्राबियल सहिष्णुता में वृद्धि हुई , उन्हें हटाना या मारना कठिन बना देता है।”
शायद असेंबलियों की सबसे दिलचस्प विशेषता, शोधकर्ताओं का कहना है, उनकी गतिशीलता थी।
रेन कहते हैं, “उन्होंने लगातार बढ़ते हुए ‘लीपिंग-लाइक’ और ‘वॉकिंग-लाइक’ मोशन्स को प्रदर्शित किया।”
जबकि कुछ बैक्टीरिया फ्लैगेला जैसे उपांगों का उपयोग करके खुद को प्रेरित कर सकते हैं, वर्तमान अध्ययन में माइक्रोबियल प्रजातियां गैर-प्रेरक दोनों हैं।
और किसी भी ज्ञात माइक्रोबियल गतिशीलता से भिन्न, संयोजनों ने सतह पर लंगर डालने के लिए कवक हाइपहे का उपयोग किया और फिर पूरे सुपरऑर्गेनिज्म को आगे बढ़ाया, सतह पर संलग्न बैक्टीरिया को परिवहन करते हुए, कू कहते हैं, “जैसे बैक्टीरिया कवक पर हिचकिचाहट करते हैं।”
शोधकर्ताओं ने पाया कि माइक्रोबियल समूह तेजी से और दूर चले गए।
दांत जैसी सतह पर, टीम ने फाइब्रोब्लास्ट की गति के समान, प्रति घंटे 40 माइक्रोन से अधिक के वेग को मापा, मानव शरीर में घाव भरने में शामिल एक प्रकार की कोशिका।
विकास के पहले घंटों के भीतर, वैज्ञानिकों ने सतह पर 100 माइक्रोन से अधिक “छलांग” के संयोजनों को देखा।
रेन कहते हैं, “यह उनके शरीर की लंबाई से 200 गुना से अधिक है,” उन्हें शरीर के आकार के सापेक्ष अधिकांश कशेरुकियों से भी बेहतर बनाते हैं।
उदाहरण के लिए, पेड़ के मेंढक और टिड्डे क्रमशः अपने शरीर की लंबाई से लगभग 50 गुना और 20 गुना आगे छलांग लगा सकते हैं।”
हालांकि सटीक तंत्र अज्ञात हैं, शोधकर्ताओं का कहना है कि “जैसे-जैसे वे बढ़ते हैं,” असेंबल की क्षमता में एक स्पष्ट है
अध्ययन से पता चलता है कि सूक्ष्म जीव जो गुहाओं का कारण बनते हैं वे सुपरऑर्गेनिज्म बना सकते हैं
