기계 학습과 실험실 실험을 통해 과학자들은 박테리아가 의사소통에 사용하는 다양한 언어에 대한 통찰력을 얻었습니다. 박테리아가 어떻게 상호 작용하고 어떤 상황에서 통신이 중단되는지 이해함으로써 연구자들은 약물 내성 박테리아와 관련된 문제를 해결하고 바이오컴퓨팅 기술을 발전시킬 수 있습니다.
이전 프로젝트에서 연구자들은 박테리아의 의사소통을 방해하는 것이 다약제 내성 박테리아와 싸우는 효과적인 방법이라는 것을 발견했습니다. 연구팀의 연구는 이러한 분자를 차단함으로써 박테리아의 의사소통을 방해하면 염증을 줄이고 박테리아를 항생제에 더 취약하게 만들 수 있음을 보여줍니다.
박테리아의 언어 해독: 새로운 개척
이제 연구자들은 박테리아의 의사소통 언어를 자세히 조사했습니다. 그들은 기계 학습과 습식 실험실 실험을 결합하여 약 170개의 알려진 박테리아 언어를 모두 연구했습니다. 분석을 통해 연구자들은 해로운 박테리아를 파괴하고 유용한 "박테리아 논리 회로"를 구축하는 데 사용될 수 있는 박테리아 언어 간의 유사점과 차이점에 대해 배웠습니다.
첫 번째 단계는 분자 구조에 따라 박테리아 언어를 그룹화하기 위한 기계 학습 분석을 수행하는 것이었습니다. 분석 결과, 이들 그룹의 언어는 다른 그룹의 언어보다 서로 더 유사한 것으로 나타났습니다. 이는 인간의 언어와 동일합니다. 예를 들어 영어, 프랑스어, 네덜란드어는 한 언어 범주에 속하고 아랍어와 히브리어는 다른 언어 범주에 속합니다.
박테리아에 대한 이해와 오해: 주요 발견
다음으로 연구팀은 박테리아가 해당 언어를 어느 정도 이해할 수 있다는 사실을 실험적으로 입증했다. 연구를 이끈 박사과정 학생 크리스토퍼 존커구(Christopher Jonkergouw)는 "우리는 '세균 언어 검사'를 수행한 결과 네덜란드인이 일부 독일어를 이해할 수 있는 것처럼 매우 유사한 언어를 사용하는 박테리아가 서로를 이해할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 또한 매우 다른 언어를 사용하는 박테리아 간의 의사소통을 테스트한 결과 서로 전혀 이해할 수 없다는 사실을 발견했습니다. 마치 핀란드어, 네덜란드어, 아랍어 사용자 간의 대화가 아무데도 가지 않는 것처럼"이라고 말했습니다.
연구진은 이러한 도구를 사용하여 박테리아 언어 간의 연결을 정확하게 추정하고 이해할 수 있는지 예측할 수 있음을 입증했습니다. 이 발견은 연구팀의 새로운 치료법을 더욱 개선하는 데 가치가 있을 뿐만 아니라 생명공학에도 영향을 미칩니다. 박테리아 언어는 박테리아 공동체의 그룹 간의 작업을 조정하는 데 사용될 수 있으며 심지어 박테리아 마이크로프로세서에서도 사용될 수 있습니다.
참고 자료: Christopher Jonkergouw, Pihla Savola, Ekaterina Osmekhina, Joerivan Strien, Piotr Batys 및 Markus B. Linder가 공동 집필한 "원핵생물 간 정량적 감지 신호 시스템의 화학적 다양성 탐색", 2023년 10월 25일, "Angewandte Chemie International Edition".
DOI:10.1002/anie.202314469
컴파일된 소스: ScitechDaily