كيف تسبح البكتيريا عبر المخاط سريع
بكتيريا الإشريكية القولونية سبّاحة صغيرة في عالم يكون فيه الماء كثيفًا كالهلام. داخل أمعائنا لا تنزلق بحرية، بل تشق طريقها عبر المخاط — شبكة معقدة من الجزيئات الطويلة تشبه كرة من الخيوط المتشابكة. كيف تتمكن البكتيريا من التحرك في مثل هذه البيئة؟
بنى العلماء نموذجًا حاسوبيًا تسبح فيه بكتيريا برأس بيضاوي وذيل سوطي رفيع عبر المخاط. يعمل الذيل كمروحة صغيرة، لكنه رفيع جدًا لدرجة أنه ينزلق بين خيوط المخاط. يُظهر النموذج أن الذيل يدفع الماء، والماء يدفع المخاط، ومن طريقة انسياب المخاط حول الرأس والذيل تتحدد سرعة البكتيريا.
النتيجة الرئيسية: يمكن تقسيم حركة البكتيريا إلى ثلاثة أجزاء — كيف تحرك الجسم بنفسها، وكيف يعمل الذيل، وكيف يضغط المخاط عليها استجابةً لذلك. وهذا يتيح حسابًا سريعًا لكيفية سباحة البكتيريا في أي مخاط. سابقًا كانت هذه الحسابات تستغرق أيامًا، أما الآن فدقائق.
هذا النهج سيساعد في فهم كيف تشق البكتيريا الممرضة طريقها عبر المخاط الواقي في الرئتين أو الأمعاء، وربما يلمّح إلى كيفية إيقافها.
يمكن لبكتيريا الإشريكية القولونية أن تقطع مسافة تعادل 10 أضعاف طولها في ثانية واحدة — وهذا مثل أن يسبح الإنسان 20 مترًا في الثانية.