Proměnlivost bakteriálních kolonií

„Za přísně definovaných a dodržovaných laboratorních podmínek si živá bytost dělá, co chce.“ Zdeněk Neubauer z toho v sedmdesátých letech vyvodil poučení pro svou práci s bakteriálními koloniemi Serratia marcescens: ať si tedy dělají, co chtějí. A kolonie se opravdu roztančily do nevídaných tvarů a barev.¹⁾ Nedožité osmdesátiny originálního přírodovědce a filosofa chceme připomenout článkem inspirovaným mikrobiologickou stránkou jeho díla.²⁾

Byla to biologie patřící spíše do romantického období Johanna Wolfganga Goetha a jeho současníků. Dnešní biologie mluví jiným jazykem, a tak Neubauer neustále narážel na nepochopení. A také tenkrát nešlo tak snadno dokumentovat pestrost barev a tvarů, které se mu předváděly. Zkusili jsme to po letech znovu, s moderním vybavením, a snažili jsme se o splnění požadavků standardní vědy.³⁾ Zkoumali jsme proto zejména pravidla růstu kolonií a jejich komunikaci s jinými koloniemi. Výsledky jsme publikovali vědeckým jazykem, přesto nezastíráme Neubauerovo působení – koneckonců jsme s ním byli v denním styku, byl členem kolektivu a spoluautorem řady výstupů.

Růst kolonií lze založit dvěma způsoby: při výsevu naředěné kultury se jednotlivé buňky octnou na misce dost daleko od sebe; při sázení se hustá suspenze buněk definovaně usadí na malou plochu. Buňky se v obou případech začnou dělit a zakládají kolonii, která je po pár hodinách nebo dnech vidět pouhým okem. Bakterie navzájem komunikují v rámci těla kolonie a kolonie komunikují také mezi sebou a upravují svůj růst a morfogenezi podle toho, kolik místa je pro růst k dispozici, zda se tam vyskytují sousedi a jací. Na tomto místě se nabízí srovnání „běžného“ a Neubauerova „eidetického“ přístupu. Neubauer naší interpretaci šíření signálu pomocí signálních látek, zesilování signálů atd. oponoval a předkládal vlastní verzi, která se do publikací v této formě nedostala, i když ve výsledku jde o tentýž popis fenoménu.

 A. Typický vývoj kolonie Serratia marcescens typu F, zobrazen 2., 3., 5., 6., 7., a 8. den vývoje. B. Typy kolonií používané v pokusech. Plně vyvinuté morfotypy kolonií (stáří 7–9 dnů, sázené minimálně 20 mm od sebe): Serratia rubidaea (červená varianta R a bílá varianta W); S. marcescens (červená varianta F a růžová varianta Fw); Escherichia coli 15 TAU (Ec). Šipky od mateřských morfotypů R a F symbolizují odvozenost variant. Profily pod koloniemi znázorňují průřezy přes střed kolonie. Průměr kolonií okolo 15 mm, výška 1–2 mm (podle Pátková et al. 2012). C. Kámen – nůžky – papír: ve vrcholech trojúhelníku je typický fenotyp kolonií F, R a Ec, uprostřed stran je kolonie inokulovaná ze směsi dvou klonů na sousedních vrcholech.

Zdeněk Neubauer na jedné z bezpočetných porad nad koloniemi (naše zápisky): „Podoba kolonie je daná proměňováním celku, metamorfózou. Kolonie má minimální vlastnosti těla, takové ty jednoduché očekávatelné, v našem případě je to zabrání místa, tj. velikost a k ní patřící zjevnost. K této zjevnosti patří vyhmatávání, jestli má nebo nemá ke svému projevu místo a jaký ten projev je. Proto je místo změřeno – obsazeno – dohodnuto dřív, než je tělo realizováno. Ještě větší úsilí, jak má tělo vypadat, je rozhodnutí, zda vůbec být, rozhodnutí, zda vůbec v porostu tělo udělám, nebo ne. Rozhodování začíná v okamžiku, zda být, či nebýt, a i toto je ovlivněné okolím, tj. velikostí prostoru a jeho obsazením.“