Tutkijat selvittävät bakteerien viestinnän välisiä suhteita – hyötyä muun muassa lääkkeille vastustuskykyisten bakteerien hoidossa
Bakteerien keskinäisen viestinnän häiritseminen paitsi vähensi tulehdusta, se myös teki bakteereista alttiimpia antibiooteille.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat onnistuneet koneoppimista ja laboratoriokokeita yhdistämällä perehtymään bakteerien viestinnässään käyttämiin eri kieliin. Bakteerien kommunikoinnin – ja myös sen, milloin ne eivät pysty kommunikoimaan – ymmärtämisestä on hyötyä lääkkeille vastustuskykyisten bakteerien hoidossa sekä uusien biotietokoneiden kehittämisessä.
Tutkimus pohjaa aiempaan hankkeeseen , jossa tutkijat osoittivat, että bakteerien keskinäisen viestinnän häiritseminen on tehokas tapa torjua moniresistenttejä bakteereja. Bakteerit käyttävät pieniä molekyylejä kommunikoidakseen keskenään ja ohjaillakseen infektiota. Tutkimusryhmä onnistui osoittamaan, että bakteerien keskinäisen viestinnän häiritseminen vaikuttamalla näihin molekyyleihin paitsi vähensi tulehdusta, teki myös bakteereista alttiimpia antibiooteille.
Tuoreessa tutkimuksessa tarkasteltiin tarkemmin niitä tapoja, joilla bakteerit kommunikoivat. Tutkijat yhdistivät analyysissään koneoppimista ja laboratoriossa tehtyjä kokeita tutkiakseen kaikkia noin 170:tä tunnettua bakteerien kommunikointitapaa. Analyysin avulla saatiin käsitys kommunikointitapojen yhtäläisyyksistä ja eroista. Tätä ymmärrystä voidaan jatkossa käyttää sekä haitallisten bakteerien häiritsemiseen että hyödyllisten "bakteerilogiikkapiirien" rakentamiseen.
Tutkimuksen ensimmäinen vaihe oli koneoppimisanalyysi: kommunikointitavat jaoteltiin ryhmiin niiden molekyylien rakenteen perusteella. Tuloksena syntyi ryhmiä, jotka koostuivat toisiaan muistuttavista kommunikointitavoista – ja erosivat muiden ryhmien kommunikointitavoista. Tämä on verrattavissa ihmiskieliin: englanti, ranska ja hollanti kuuluvat yhteen kieliryhmään, kun taas esimerkiksi arabia ja heprea kuuluvat toiseen. Seuraavaksi tutkimusryhmä osoitti kokeellisesti, että bakteerit ymmärtävät jonkin verran näitä toisiinsa liittyviä kommunikointitapoja.
"Teimme bakteereille ikään kuin ’kielikokeen’, ja havaitsimme, että bakteerit, jotka käyttävät samankaltaisia kommunikointitapoja voivat ymmärtää toisiaan, aivan kuten hollantilainen voi ymmärtää saksaa. Testasimme myös hyvin erilaisia kommunikointitapoja käyttävien bakteerien välistä viestintää ja havaitsimme, että ne eivät ymmärrä toisiaan lainkaan – aivan kuten suomea, hollantia ja arabiaa puhuvien ihmisten välinen keskustelu ei etenisi kovinkaan pitkälle", sanoo tutkimusta johtanut tohtorikoulutettava Christopher Jonkergouw.
Tutkijat osoittivat, että näiden työkalujen avulla voidaan tarkasti arvioida bakteerien kommunikointitapojen välisiä yhteyksiä, ja myös ennustaa, ymmärtävätkö ne toisiaan. Nämä havainnot ovat erittäin arvokkaita, kun ryhmä jatkokehittää uutta hoitomenetelmää. Kommunikointitavoilla on myös vaikutuksia bioteknologiaan: niitä voidaan käyttää eri bakteeriyhteisöjen ryhmien välisten tehtävien ohjaamiseen – tai jopa bakteerien mikroprosessoreissa.
Tutkimus on äskettäin julkaistu Angewandte Chemie -lehden kansainvälisessä versiossa.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Christopher Jonkergouw
Väitöskirjatutkija, Aalto-yliopisto
christopher.jonkergouw@aalto.fi
+358504337117
Kuvat


Linkit
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Tutkimus paljastaa kaupunkipuistojen piilevät hiilipäästöt – vähähiilisyyttä voidaan edistää elinkaarilaskennalla10.2.2025 10:30:00 EET | Tiedote
Kaupunkipuistot sitovat hiilidioksidia, mutta niiden rakentamisvaiheessa syntyviä päästöjä voitaisiin vielä pienentää.
Research reveals hidden carbon emissions in urban parks: landscape life cycle assessment paves the way for low-carbon parks10.2.2025 10:30:00 EET | Press release
While urban parks absorb carbon dioxide, the emissions generated during the construction phase could still be reduced.
Tutkijoiden läpimurto voi tuoda spektrintunnistuksen kaikkien ulottuville – havaitsee esimerkiksi ruoan pilaantumisen23.1.2025 14:00:00 EET | Tiedote
Tutkijat ovat kehittäneet pienikokoisen anturin, joka tunnistaa ihmisille näkymättömiä valon ominaisuuksia. Tämä tehokas, mutta edullinen laite voitaisiin tulevaisuudessa ehkä integroida esimerkiksi älypuhelimeen.
Vuosi sitten kuolleen professori Pekka Mattilan muistoksi perustettiin stipendipalkinto23.1.2025 12:30:00 EET | Tiedote
Stipendien avulla edistetään Mattilalle ja yhteiskunnalle tärkeää kansainvälisyyttä, sanoo Kauppakorkeakoulun dekaani Timo Korkeamäki.
80 prosenttia yrityksistä epäonnistuu tekoälyn käyttöönotossa – uusi tutkimus selittää miksi23.1.2025 09:30:00 EET | Tiedote
Yritysten ei pidä syyttää vain teknologiaa, vaan tutkijoiden mukaan johtajien tulisi myös ymmärtää ja käsitellä niitä tunteita, jotka johtavat tekoälyn käyttöönoton epäonnistumiseen.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme