IMG_1150

V izvirnem znanstvenem članku z naslovom »Elucidation of the AI-2 communication system in the food-borne pathogen Campylobacter jejuni by whole-cell-based biosensor quantification« so raziskovalci razvili občutljivi kvantitativni biosensorski sistem za merjenje koncentracije medcelične signalne molekule AI-2 pri patogeni bakteriji Campylobacter jejuni.
Dina Ramić, mlada raziskovalka, je pojasnila: »Sistem temelji na bakterijskem senzorju Vibrio harveyi MM30, ki se je izkazal za 100 x občutljivejšega kot kemijsko-analitska metoda (HPLC-FLD), ki smo jo za potrditev biosenzorskega merjenja medceličnega signaliziranja pri C. jejuni vpeljali prvič

Zaradi izboljšane občutljivosti so lahko ugotovili, da številčnost bakterij C. jejuni korelira linearno s koncentracijo signalne molekule AI-2. Hkrati so izmerili, da je koncentracija signalne molekule AI-2 odvisna od rastnega medija. V piščančjem odcedku kot modelu živila, kjer C. jejuni dobro uspeva, je bila koncentracija AI-2 kar 5-krat višja v primerjavi s standardnim bakterijskim rastnim medijem, čeprav se bakterijska številčnost med medijema ni bistveno razlikovala.
Doc. dr. Iztok Dogša je pojasnil: »Bakterije tipično uporabljajo signalne molekule za sledenje svoje številčnosti. Več signalne molekule v okolju pomeni več bakterij. Ko dosežejo neko mejno številnost, se bakterije začnejo v zelo kratkem času drugače obnašati- npr. izdelujejo za antibiotike ali razkužila odpornejše biofilme. Da dosežejo časovno oster prehod v obnašanju, mora koncentracija signalne molekule naraščati hitreje kot števila celic.  Če signalna molekula kodira številčnost bakterij, potem bi morala biti pri isti številčnosti njena koncentracija vsaj približno enaka - a ni bila. Zato smo prišli do zaključka, da je signalna molekula AI-2 pri C. jejuni po vsej verjetnosti stranski metabolni produkt in ne igra vloge pri zaznavanju lastne celične gostote, vendar pa lahko še vedno pomembno vpliva na bakterijsko komunikacijo znotraj ali med vrstami, saj lahko signalno molekulo AI-2zaznavajo tudi druge bakterijske vrste

Izr. prof. dr. Anja Klančnik je pojasnila, zakaj so signalne molekule in bakterijska komunikacija pomembna za preživetje bakterij: »Medcelično signaliziranje med drugim regulira pritrjevanje celic na kontaktne površine in nadaljnjo tvorbo biofilma ter druge virulentne lastnosti, ki so vzrok patogenosti, škodljivosti za zdravje. Sinteza, pošiljanje, sprejemanje in obdelava informacij v obliki avtoinduktorskih signalnih molekul (kot je npr. AI-2) omogoča enoceličnim črevesnim bakterijam, da delujejo kot večcelična entiteta, s čimer izboljšajo svoje preživetje v neugodnem okolju (tudi v hrani in njeni proizvodnji)

Pričujoča znanstvena raziskava pomeni pomemben prispevek k razumevanju mehanizma medceličnega signaliziranja pri bakteriji C. jejuni in s tem k temeljnemu znanju o tem organizmu, ki pa je obenem tudi najpogostejši bakterijski povzročitelj črevesnih okužb ljudi s hrano.
Prof. dr. Sonja Smole Možina je predstavila uporabnost rezultatov raziskave oziroma objavljene ugotovitve v družbi: »Ker je razvita biosenzorska metoda zelo občutljiva in znižuje prag občutljivosti meritev tudi v hrani, ta raziskava odpira nove možnosti uporabe temeljnega znanja za nadzor te bakterije v živilih in proizvodnji hrane. Obeta zanesljivejše obvladovanje mikrobioloških tveganj v živilstvu, kar je eno od glavnih poslanstev raziskovalnega dela Skupine za živilsko mikrobiologijo na Oddelku za živilstvo.S tem, ko izboljšujemo obvladovanje mikrobioloških tveganj, zmanjšujemo tveganje prenosa okužb in izbruhov nalezljivih bolezni ali zastrupitev s hrano. Proizvajalci lahko zagotavljajo zdravstveno ustrezna živila, morebitno onesnaženje odkrijejo in rešijo pred vključevanjem v prodajno mrežo. S tem so stroški bistveno manjši, kot če bi  izdelek umikali iz prodajne mreže. Slednjemu bi poleg neposrednih izgub lahko sledila tudi izguba zaupanja v proizvajalca oziroma njegove izdelke nasploh. Z občutljivejšimi metodami in razumevanjem celične signalizacije in bakterijske fiziologije nasploh lahko preprečujemo tudi tvorbo odpornih mikrobnih biofilmov na površinah v živilski industriji in številne posledice, povezane s tem. Med najpomembnejše spada preprečevanje nadaljnje kontaminacije izdelkov ter razvoja odpornejših oblik in s tem preživetja škodljivih mikroorganizmov. S tem prispevamo k varovanju zdravja ljudi in tudi kakovosti izdelkov, kar je v splošnem interesu vseh proizvajalcev in potrošnikov hrane

Raziskava je potekala v okviru ARRS projektov MR no. 51861, povezuje pa se tudi s tekočima projektoma J4-2542 in J4-3088.

Povezava do izvirnega znanstvenega članka z naslovom »Elucidation of the AI-2 communication system in the food-borne pathogen Campylobacter jejuni by whole-cell-based biosensor quantification« na povezavi.