(Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention/Wikimedia Commons) 
Schon jetzt müssen wir uns große Sorgen um Bakterien machen, da immer mehr Bakterienstämme gegen unser schwindendes Antibiotika-Arsenal resistent werden. Letztes Jahr wurde in den USA eine Frau durch einen Superbakterium getötet, der gegen jedes verfügbare Antibiotikum resistent war.
Aber Wissenschaftler entdecken immer mehr besorgniserregende Fakten über die scheinbar einfachen einzelligen Organismen, die wir Bakterien nennen: etwa die Art und Weise, wie sie elektrische Signale aussenden, um andere Arten für den Beitritt zu ihren Gemeinschaften zu rekrutieren.
Das ist das Fazit einer neuen Forschungsstudie Biofilme , die dünne Zell- und Schleimschicht, die entsteht, wenn sich Bakterien an einer Oberfläche festkleben, und sie kann uns mehr über das Leben dieser mikroskopisch kleinen Gemeinschaften lehren.
Biofilme gibt es an allen möglichen Stellen, von Zahnbelag bis zur Unterseite von Steinen, und sie bereiten den Forschern besondere Sorgen, denn nicht nur ein Bakterienstamm wächst auf etwas, sondern Bakterienarten schließen sich zusammen, um sie zu bilden klebrige, klebende Filme, die viel schwieriger mit Chemikalien und Antibiotika zu behandeln sind.
Schätzungen zufolge sind Biofilme für mehr als verantwortlich 80 Prozent aller mikrobiellen Infektionen im Körper Wenn wir also mehr darüber herausfinden könnten, wie sie entstehen und wie wir sie möglicherweise auseinanderbrechen könnten, wäre das ein großer Gewinn für die Medizin.
Jetzt sagt eine Gruppe von Wissenschaftlern der University of California in San Diego, dass die Bakterien im Wesentlichen elektronische Werbung aussenden, um neue Mitglieder für ihren Biofilm zu rekrutieren, und dabei verschiedene Bakterienarten von außen anlocken.
„Auf diese Weise können Bakterien innerhalb von Biofilmen eine weitreichende und dynamische Kontrolle über das Verhalten entfernter Zellen ausüben, die nicht Teil ihrer Gemeinschaften sind.“ erklärt der leitende Forscher Gurol Suel.
Aber die gute Nachricht ist, dass wir jetzt, da wir wissen, wie das funktioniert, neue Möglichkeiten haben, mit Biofilmen umzugehen und zu verstehen, wie Bakterien überhaupt kommunizieren und zusammenarbeiten.
Die neue Studie baut darauf auf vorherige Arbeit von demselben Team, das herausgefunden hat, dass Bakterien über elektrische Signale kommunizieren können, genau wie Neuronen . Kleine Poren genannt Ionenkanäle ermöglichen es elektrisch geladenen Molekülen, in die Zellen hinein und aus ihnen heraus zu wandern.
Auf diese Weise Kalium Ionen können den gesamten Biofilm durchdringen – wie eine Nachricht auf einer unternehmensweiten E-Mail-Liste. Zellen im Zentrum der Gemeinschaft senden diese geladenen Impulse aus, wenn ihnen die Nährstoffe ausgehen, was dazu führt, dass Bakterien am Rand ihr Wachstum verlangsamen und aufhören, so viel Nahrung zu verschlingen.
Die neuesten Forschungsergebnisse der UC San Diego deuten darauf hin, dass diese Kanäle es Bakterien auch ermöglichen, auf Distanz und zwischen Arten miteinander zu kommunizieren, sogar außerhalb der Reichweite ihrer Biofilmgemeinschaft, denn sobald die Kaliumionen die Biofilmgrenze erreichen, breiten sie sich weiter nach außen aus.
Dies wiederum führt dazu, dass andere Bakterienzellen diese Ionen aufnehmen und zur Quelle schwimmen, wie die Forscher bemerkten, indem sie Fluoreszenzfarbstoffe zur Verfolgung der Zellen verwendeten. Es ist, als würde man neue Freunde von außerhalb der Stadt einladen, um die Biofilm-Community zu stärken.
„Das Erstaunliche ist, dass Kaliumionen eine wesentliche Währung für alle Zellen sind“, sagte Jacqueline Humphries, eine andere aus dem Team, zu Ed Yong Der Atlantik . „Es ermöglicht Arten, über evolutionäre Grenzen hinweg zu kommunizieren und gemischte Gemeinschaften zu bilden.“
Darüber hinaus sagen die Wissenschaftler, dass ihre Forschung verborgene Geheimnisse darüber enthüllen könnte, wie das Darmmikrobiom im Menschen funktioniert und wie es sich mithilfe elektrischer Signale selbst reguliert. Bakterien und menschliche Darmzellen könnten sogar zusammenarbeiten.
„Das ist eine erstaunliche Arbeit, die unsere Denkweise über bakterielle Interaktionen und Biofilmbildung verändert“, sagte Helen Blackwell von der University of Wisconsin-Madison, die nicht an der Studie beteiligt war Der Atlantik . „Es zeigt uns eine einfache und generische Möglichkeit für viele verschiedene Bakterien, über elektrische Signale zu interagieren.“
Die Ergebnisse wurden jetzt in veröffentlicht Zelle .