Baktérie žijú všade. Vo vode i vo vzduchu, pod morským dnom, vo vulkánoch a horúcich prameňoch, pod povrchom zamrznutých jazier, na našej koži, v našich útrobách aj na klávesniciach počítačov.
Darí sa im dokonca v chladiacich vežiach jadrových reaktorov a existuje aj veľmi odolný druh (Deinococcuc radiodurans), ktorý by podľa všetkého dokázal prežiť jadrovú vojnu. Mikroskopickí obyvatelia zeme tu boli dávno pred nami - najstaršie fosílie baktérií sú staré približne 3,5 miliardy rokov.
Životaschopné a predvídavé
Schopnosti mikroorganizmov sú naozaj fascinujúce. Napríklad po havárii raketoplánu Columbia v roku 2003 vedci s úžasom zistili, že ju dokázal prežiť jeden malý cestovateľ.
Robert McLean z Texaskej štátnej univerzity v San Marcose totiž pripravil pre Columbiu box s tromi kmeňmi baktérií, aby preskúmal vplyv beztiažového stavu na ich množenie. Pokusné baktérie síce voľný pád na zem neprežili, no v zachovanom kontajneri McLean našiel živú baktériu microbispora, ktorá odolala teplote 175 stupňov Celzia.
Normálne žije v pôde a na cestu sa vydala omylom, keď musela preniknúť do boxu ešte pred jeho zapečatením.
Neuveriteľná odolnosť obyčajnej pôdnej baktérie podporila myšlienku, že pozemský život sa mohol na Zem dostať z vesmíru, napríklad vďaka dopadu asteroidu. Zrážky Zeme s planétkami teda nemuseli mať iba katastrofické následky, ako to bolo pred 65 miliónmi rokov, keď jedna takáto explózia pravdepodobne vyhubila dinosaury.
Jedným z biologických objavov roku 2009 bolo zistenie, že baktérie majú špecifický druh predvídavosti.
Biológovia z izraelského Weizmannovho inštitútu v Rehovote študovali baktériu Escherichia coli, ktorá obýva naše črevá a trávi postupne laktózu (mliečny cukor) a jednoduchšiu maltózu (sladový cukor).
Prekvapením bolo, že už pri vystavení laktóze začína E. coli aktivovať gény, podieľajúce sa na trávení maltózy; tuší totiž, že čoskoro príde rad aj na maltózu, napriek tomu, že v črevách sa ešte nevyskytuje.
Takže nepatrné mikroorganizmy, dlhodobo žijúce v určitom prostredí, sa dokážu pripraviť na jeho zmenu. Na rozdiel od nášho druhu, ktorý žije v prostredí čoraz viac ovplyvnenom pokračujúcim globálnym otepľovaním, no nerobí prakticky nič, aby sa na prebiehajúce zmeny aspoň pripravil, keď už rezignoval na ich zmiernenie.
Obete protibakteriálnej kampane
My bežní ľudia vieme o baktériách málo. Vďaka opakujúcim sa reklamným cyklom farmaceutických spoločností podliehame jednostrannej protibakteriálnej propagande, ktorá hlása, že mikroorganizmy sú zákerné, životu nebezpečné príšery, ktoré treba sústavne likvidovať.
Napríklad hneď po Novom roku sme sa dozvedeli, že v novopostavenom sídle hongkonskej vlády za 700 miliónov dolárov vyčíňa baktéria spôsobujúca smrteľnú legionársku chorobu. Už sa ňou nakazil minister školstva a preto museli celý rozsiahly supermoderný komplex vydezinfikovať.
Našťastie väčšina baktérií, s ktorými spolunažívame, sa správa odlišne. Niektoré dokonca prispievajú k prevencii civilizačných chorôb.
Na Slovensku sa nimi dlhodobo zaoberá profesor Libor Ebringer z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave, ktorý pred rokom oslávil osemdesiatku a v týchto dňoch získal Cenu primátora Bratislavy za celoživotné vedecké dielo.
Ebringerove priekopnícke práce priniesli nové pohľady na evolúciu baktérií, ich vzťah s ľuďmi a podstatne rozšírili naše znalosti nenahraditeľných probiotických mliečnych baktérií, ktoré vo veľkom množstve a vysokej kvalite obsahuje nepasterizovaná bryndza; tento poznatok priniesol aj vývoj nových potravín.
Živé počítače
Baktérie však dokonale ovládajú veľké množstvo iných chvályhodných činností počnúc kvasením vína a výrobou penicilínu cez prípravu biopalív a recykláciu nebezpečných odpadov až po riešenie zložitých matematických problémov.
Napríklad príprava nových biopalív úpravou kompletnej dedičnej informácie vhodných baktérií je cieľom projektu, ktorý riadi špičkový americký genetik J. Craig Venter, známy z mapovania ľudského genómu.
Americký informatik Martin Amos, ktorý získal ako prvý doktorát za prácu o biopočítačoch, zas propaguje myšlienku, že organické počítače, využívajúce napríklad výpočtové schopnosti DNA alebo E. coli, by v budúcnosti mohli konkurovať svojím kremíkovým bratancom.
Objavil sa už aj počítač na báze enzýmov, teda biomolekuly, ktorá v ľudskom tele urýchľuje chemické reakcie. Využitie takéhoto typu počítača pri cielenej liečbe mnohých chorôb je však otázkou dlhšieho obdobia.
Keďže 23. júna tohto roku si pripomenieme sté výročie narodenia Alana Turinga, jedného z otcov modernej výpočtovej techniky, o téme živých počítačov budeme isto ešte počuť.
Sám Turing sa zaoberal napríklad myšlienkou uplatnenia matematických výpočtov v biológii a zaujímalo ho, ako spolupracujú miliardy neurónov v ľudskom mozgu.
Bazén Badwater v nevadskom Údolí smrti, kde žijú dva druhy magnetotaktických baktérií. FOTO - DENNIS BAZYLINSKI A CHRISTOPHER LEFÈVRE/NSF
Posvietili si bielkovinou
S ďalším zaujímavým výskumom na mikrobiálnu tému prišli v uplynulom roku vedci z Laboratória morskej biológie vo Woods Hole (Massachusetts).
Vyvinuli novú metódu zobrazenia baktérií, pomocou ktorej môžu študovať priestorové rozloženie tzv. bakteriálnych filmov, napríklad na našich zuboch či ďasnách. Základom nového postupu je využitie zeleného signalizačného proteínu pochádzajúceho z morskej medúzy (v roku 2008 za tento objav udelili Nobelovu cenu).
Túto bielkovinu možno „prilepiť“ k iným proteínom tak šikovne, že pri veľkom rozlíšení zdôrazní biologické objekty na najmenšej úrovni.
Keďže dnes už vedci majú k dispozícii svietiace proteíny v niekoľkých farbách, mohli pozorovať vzťahy medzi 28 druhmi baktérií.
Život v takýchto bakteriálnych kolóniách je dosť spletitý, lebo sa podobá na ľudské skupiny: mikroorganizmy si môžu pomáhať alebo konkurovať, prípadne sa k sebe správajú ľahostajne.
Cieľom vedcov je dosiahnuť rozlíšenie až sto druhov baktérií, no zišlo by sa ešte viac, veď len na našich zuboch a ďasnách žije asi šesťsto druhov baktérií.
Bazén pokazenej vody
Posledný výskum je z miesta, ktoré na návštevu príliš neláka: leží na okraji nevadského Údolia smrti a volá sa Badwater basin, čiže niečo ako Bazén pokazenej vody.
Vedci z Nevadskej univerzity v Las Vegas v ňom našli a zanalyzovali dva typy baktérií, ktoré sa orientujú podľa magnetického poľa zeme (hovorí sa im magnetotaktické). Jeden druh baktérie produkuje nanokryštáliky magnetitu, druhý, vzácnejší, greigitu.
Oba druhy železitých magnetických biominerálov fungujú ako ihla bakteriálneho kompasu. Keďže baktérie využívajúce na orientáciu greigit vedci izolovali prvý raz, dúfajú, že to umožní nájsť nové biomedicínske aj iné aplikácie.
Greigit sa môže uplatniť lepšie ako magnetit preto, že má mierne odlišné fyzikálne a magnetické vlastnosti.
