Hur pratar bakterier med varandra?
Introduktion
Bakterier kan prata med varandra och denna process kallas quorum sensing. För att kommunicera använder
bakterierna små kemiska signaler som ord. Dessa signaler kan vara väldigt olika mellan olika
bakteriestammar, men det finns även molekyler som alla kan förstå. De specifika signalerna är acylerade
homoserin laktoner (AHL) och de mer generella signalerna utgörs av AI-2. Man kan se det såhär: Svenska är
annorlunda från andra språk och därför väldigt specifikt, som en acylerad homoserin lakton. Engelska
däremot pratas och förstås av miljoner människor, vilket gör det möjligt att förstå varandra även om man har
olika modersmål. Detta reflekterar bakteriernas AI-2 språk.
Vanligtvis ”pratar” inte bakterier när de är ensamma, men så snart tillräckligt många bakterier finns
närvarande börjar de skicka signaler till varandra. Denna kommunikation är viktig för bakteriernas överlevnad
eftersom de måste kunna avgöra hur många de är, men även vem som finns i närheten. Beroende på vilken
information bakterierna får kan de ändra sitt beteende, sätta igång eller stänga av specifika gener eller förflytta
sig till ett annat ställe när det inte finns tillräckligt mycket mat kvar.
I denna laboration ska kommunikationen mellan bakterier visualiseras med en så kallad biosensor. En
biosensor är en anordning för detektionen av en substans som kombinerar en biologisk komponent med en
fysiokemisk detektorkomponent. Det finns en rad olika biosensorer tillgängliga. Den som används i denna
laboration är väldigt vanlig och använder Green Flourescent Protein (GFP) som detektorkomponent. Detta
protein lyser grönt (som namnet indikerar) när UV-ljus lyser på det. I denna laboration kommer bakterier som
inte kan prata, producer detta gröna protein när andra bakterier är närvarande och pratar med dem genom
små kemiska signalmolekyler.
Bakterier svarar på kommunikation (andra bakterier)
och producerar grönt fluorescerande protein.
Experiment
I detta experiment kommer ni att använda två bakteriestammar som lever i den marina miljön:
1) Vibrio anguillarium (kan inte prata, men har det gröna proteinet)
2) Aeromonas (kan prata)
Hur pratar bakterier med varandra?
Protokoll
1) Övernattskulturen av Vibrio anguillarum späds 1:10 (tex 0,5 ml till 4,5 ml) i nytt kulturmedium.
2) Ta en droppe av kulturen på ett objektsglas och lägg på ett täckglas.
3) Kolla på bakterierna i mikroskop med både vanligt ljus (bright field) och UV-ljus
(fluorescensmikroskopi). Dessa bakterier kan inte prata med varandra och ska ni ska därför inte se
några gröna celler.
4) Tillsätt 0,5 ml den andra bakteriekulturen, Aeromonas till Vibrio-kulturen så att de olika bakterierna
möts. Vänta 30 min.
5) Ta en droppe av den blandade kulturen på ett objektsglas och lägg på ett täckglas.
6) Kolla på bakterierna i mikroskop med UV-ljus (fluorescensmikroskopi).
Pratar bakterierna med varandra? Dvs lyser Vibrio-bakterierna grönt?
Hur pratar bakterier med varandra?
Till ansvarig lärare
Lämplig för gymnasiet
Tid: 60 min + förberedelser dagen innan.
Material
Bakteriekulturer: Vibrio anguillarium och Aeromonas. Hämtas på Institutionen för Molekylärbiologi, Umeå
Universitet. OBS! Kontakta oss i god tid.
Kulturmedium: TSB (tryptic Soy broth) med 1% NaCl (500ml TSB tillsätt 8.5ml 5M NaCl för 1% salt). Detta
kan hämtas på Institutionen för Molekylärbiologi, Umeå Universitet.
Odlingsrör för bakterier (tex 15 ml falconrör)
Objektsglas
Täckglas
Pipetter
Mikroskop med bright field och fluorescens.
Förberedelser
Bakterierna måste odlas i sk övernattskulturer före experimentet. Detta innebär att 1-3 bakteriekolonier från
plattorna sätts i 2 ml TSB 1% NaCl dagen före experimentet och inkuberas under skakning i rumstemperatur
eller 24˚C över natt (ca 15-16 timmar).
Riskbedömning
Vibrio anguillarium och Aeromonas är fiskpatogener och därmed ofarliga för människor. Avfallet från
experimentet bör dock inte spridas i naturen och måste därför avdödas innan det kastas. Detta kan göras
genom kokning eller behandling med jodopax. Alternativt kan ni lämna tillbaka avfallet till oss på Umeå
Universitet så autoklaverar vi det innan det kastas.
Vid beställning av bakteriekulturer, övriga frågor eller kommentarer kontakta
[email protected]
