Symbiontomia chemiczna — nowe pojęcie, które zmienia sposób uczenia o świecie mikroorganizmów

Czym właściwie jest symbiontomia chemiczna?

Symbiontomia chemiczna to nowe i dynamicznie rozwijające się pojęcie opisujące, w jaki sposób mikroorganizmy - bakterie, grzyby  - porozumiewają się i współpracują za pomocą cząsteczek chemicznych.

To świeże spojrzenie na mikroświat, w którym chemia przestaje być tylko opisem reakcji, a staje się prawdziwym językiem życia.

W środowisku naturalnym mikroorganizmy tworzą złożone społeczności. W takich grupach jedne gatunki produkują związki odżywcze, inne wykorzystują je dalej, a jeszcze inne wysyłają sygnały regulujące zachowanie całej populacji. Te chemiczne „rozmowy” decydują o tym, czy kolonia się rozwinie, zahamuje, stanie się patogenna czy wręcz przeciwnie - ochroni swojego gospodarza.

Na czym polegają te chemiczne interakcje?

Najważniejsze mechanizmy to:

• Quorum sensing – chemiczny język bakterii
  Mikroorganizmy produkują cząsteczki sygnałowe, dzięki którym „liczą siebie nawzajem”. Gdy populacja osiągnie odpowiednie zagęszczenie, uruchamiane są wspólne działania, np. tworzenie biofilmu lub wytwarzanie metabolitów.
• Wymiana metabolitów – współpraca przez reakcje
  Mikroorganizmy przekazują sobie substancje, które stanowią dla innych gatunków paliwo, sygnał lub budulec. To łańcuchy reakcji chemicznych realizowane przez całe społeczności — a nie pojedynczy organizm.
• Walka chemiczna – naturalne antybiotyki i toksyny
  Część mikroorganizmów produkuje związki blokujące rozwój konkurentów. To właśnie dzięki takim naturalnym procesom odkryto wiele antybiotyków.

Symbiontomia chemiczna pozwala lepiej zrozumieć te procesy i zobaczyć chemię jako narzędzie komunikacji, a nie tylko przemian pojedynczych cząsteczek.

 

Źródła:
Scherlach M., Hertweck C. (2020). Interactions by secondary metabolites: from genes to ecosystems. Nature Reviews Microbiology.
Mukherjee S., Bassler B.L. (2019). Bacterial quorum sensing in complex and dynamically changing environments. Nature Reviews Microbiology.
Zhang Z. et al. (2024). Metabolic interactions in microbial communities. Nature Reviews Microbiology.
PAP – Nauka w Polsce (2024). Jak bakterie rozmawiają ze sobą chemicznie?