• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Mrówki grzybiarki tępią chwasty zestawem antybiotyków

    01.09.2010. 11:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy z Chin i Wlk. Brytanii odkryli, że mrówki ścinające liście, Acromyrmex octospinosus, wykorzystują koktajl antybiotyków do utrzymania w czystości swoich upraw grzybów. Wśród tych antybiotyków, wytwarzanych przez bakterie żyjące na mrówkach, znajduje się nowy związek, który można by wykorzystać do leczenia infekcji grzybiczych. Badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Biomed Central (BMC) Biology, jako pierwsze wykazały, że pojedyncza kolonia mrówek wykorzystuje wiele antybiotyków.

    Mrówki grzybiarki uprawiają grzyb Leucoagaricus gongylophorus, tworząc bogatą podstawę do rozwoju z przeżutych liści i utrzymują je wolne od chwastów. W zamian za to grzyb jest głównym pożywieniem mrówek. Starannie zbadane mrówki grzybiarki Acromyrmex octospinosus, występujące w Południowej i Centralnej Ameryce, korzystają ze wzajemnie pożytecznej relacji z odmianą bakterii wytwarzających antybiotyki, które znajdują następnie zastosowanie jaki środek chwastobójczy.

    Uprawa grzybów to delikatna sztuka. Zanieczyszczenia - niepożądane bakterie i grzyby - mogą z łatwością unicestwić grzyby. A. octospinosus to rzetelny hodowca. Tworząc nową kolonię mrówki zakładają nową uprawę grzybów na warstwie składającej się z korzonków precyzyjnie oddzielonej od podziemnego gniazda, skutecznie chroniąc hodowlę przed chwastami. Ponadto mrówki czyszczą starannie odnóża przed przystąpieniem do prac przy uprawie, jeszcze bardziej minimalizując ryzyko zanieczyszczenia.

    W ramach ostatnich badań naukowcy rozważali, czy mrówki współewoluowały z bakteriami chwastobójczymi, czy też pobierają po prostu próbki bakterii z gleby i wybierają te gatunki, które wytwarzają najpożyteczniejsze antybiotyki. Aby się tego dowiedzieć wyizolowali i zbadali bakterie z mrówek robotnic A. octospinosus.

    Zespół odkrył, że najprawdopodobniej mrówki zbierają bakterie z gatunku Streptomyces, które produkują kandycydynę, dobrze znany fungicyd. Niemniej w tej samej kolonii odkryli bakterie z gatunku Pseudonocardia, wytwarzające nowy środek przeciwgrzybiczny, które najprawdopodobniej współewoluowały z mrówkami.

    "To był naprawdę świetny projekt, który rozpoczął doktorant Joerg Barke, pocierając mrówki ścinające liście o płytki agarowe, aby wyizolować bakterie wytwarzające antybiotyki" - mówi dr Matthew Hutchings z Uniwersytetu Wschodniej Anglii, Wlk. Brytania. "Odkryliśmy nowy związek grzybobójczy, który jest klinicznie powiązany z ważnym lekiem przeciwgrzybicznym zwanym nystatyną, co wzbudziło nasze zainteresowanie potencjałem tych mrówek i innych owadów w dostarczaniu nam nowych antybiotyków do zastosowań leczniczych."

    Połączenie współewoluujących i zebranych bakterii zapewnia mrówkom potężny arsenał chwastobójczy, umożliwiając im zabezpieczenie swojego źródła pożywienia przed najeźdźcami.

    Odkrycia są szczególnie istotne w świetle rosnącej liczby wielolekowo odpornych infekcji u ludzi. Stosowanie wielu antybiotyków przez mrówki pokazuje, że te malutkie stworzenia, które pojawiły się od 8 do 12 milionów lat temu, opanowały zarówno rolnictwo, jak i naturalną, antybiotykową "terapię kombinowaną" znacznie wcześniej niż człowiek.

    "Ludzie dopiero zaczynają zdawać sobie sprawę, że jest to jeden ze sposobów spowolnienia rozwoju bakterii odpornych na leki, tak zwanych superbakterii" - wyjaśnia dr Hutchings.

    Naukowcy przygotowują obecnie film wideo o mrówkach przy pracy kręcony "mrówczą kamerą".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Polikalizm – tworzenie przez jedną kolonię mrówek wielu gniazd utrzymujących między sobą więzi. Kolonia mrówek może posiadać gniazda stanowiące stacje pokarmowe oraz gniazda, w których wychowywane jest potomstwo. Większe – z głęboko znajdującymi się komorami – pełni rolę gniazda, w którym mrówki zimują. NDM-1 (skrót od ang. New Delhi metallo-β-lactamase) – enzym z grupy metalo-β-laktamaz uodparniający bakterie na wiele antybiotyków beta-laktamowych. Dotyczy to również karbapenemów, które używane były głównie do leczenia chorób powodowanych przez bakterie odporne na inne antybiotyki. Klarytromycyna – antybiotyk z grupy antybiotyków makrolidowych, którego mechanizm działania polega na hamowaniu syntezy białka w komórce bakterii.

    Aminoglikozydy, antybiotyki aminoglikozydowe (ATC J 01 G) − grupa bakteriobójczych antybiotyków o szczególnym znaczeniu w zwalczaniu groźnych zakażeń wywołanych bakteriami Gram ujemnymi. Oporność na antybiotyki – cecha części szczepów bakteryjnych, która umożliwia im przeciwstawianie się wpływowi antybiotyku. W zależności od pochodzenia, dzieli się ją na pierwotną (naturalna struktura bakterii uniemożliwiająca działanie leku) lub nabytą – na skutek nabycia genów oporności od innych bakterii lub spontanicznych mutacji. Częsta oporność wśród bakterii wiąże się z nieracjonalną antybiotykoterapią oraz zbyt dużym zużyciem tych leków w przemyśle spożywczym.

    β-Laktamazy – bakteryjne enzymy rozrywające (dokładnie hydrolizujące) wiązanie β-laktamowe w cząsteczce antybiotyku β-laktamowego. Ich obecność w komórkach bakteryjnych jest źródłem oporności bakterii na ten rodzaj antybiotyków. Streptograminy – grupa naturalnych antybiotyków oraz ich pochodnych, wytwarzanych przez bakterie z rodzaju Streptomyces. W skład każdej streptograminy wchodzą dwa całkowicie odrębne związki chemiczne, pierwsza grupa tych związków (streptograminy A) są cząsteczkami makrolaktonów zawierających wiele nienasyconych wiązań i należą do niej:

    Martialis heureka – gatunek mrówki z podrodziny Martialinae. Została odkryta w amazońskich lasach tropikalnych. Mierzy 2-3 mm długości, jest całkowicie ślepa i drapieżna. Jest dobrze przystosowana do życia pod liściastą ściółką lasów amazońskich. Nie ma oczu, a jej pancerz jest w nietypowym, lekko żółtawym kolorze. Odkrył ją Christian Rabeling w 2003 roku w brazylijskim Manaus. Manfred Verhaagh z niemieckiego Muzeum Historii Naturalnej w Karlsruhe natrafił na mrówki tego gatunku kilka lat wcześniej, ale zebrane przez niego owady zaginęły przed ich dokładnym zbadaniem. Analizy budowy i DNA potwierdziły, że to nowy gatunek. Wyniki badań genetycznych sugerują, że Martialis heureka należała do pierwszych podrodzin, jakie oddzieliły się od głównego pnia niedługo po tym, jak ponad 120 mln lat temu mrówki wyewoluowały z os. Rhizobium - grupa bakterii współżyjących z roślinami motylkowymi. Powodują one powstanie brodawek na korzeniach tych roślin. Do komórek korzenia bakterie dostają się przez specjalną strukturę - nić infekcyjną. Po infekcji dzielą się intensywnie, pobudzając komórki gospodarza do szybkiego wzrostu, który prowadzi do powstania brodawek. Różowe zabarwienie brodawek świadczy o procesie wiązania azotu. Największa intensywność wiązania występuje przed kwitnieniem. Bakteria wiążąca N2 przetwarza go w NH3 lub aminokwas glutaminę i w tej postaci przekazuje komórkom roślinnym. Roślina dostarcza bakterii związki węgla i zapewnia warunki rozwoju. Część zasymilowanego przez bakterie azotu zasila glebę, i z tej przyczyny rośliny motylkowate są ważnym elementem w płodozmianie, uprawia się także jako zielony nawóz.

    Dodano: 01.09.2010. 11:49  


    Najnowsze