‘แบคทีเรีย’ เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดจิ๋วที่อยู่ในอีกอาณาจักรหนึ่ง พวกมันคือสิ่งมีชีวิตชนิดแรกของโลกและยังอยู่มาจนถึงปัจจุบัน แถมอยู่ทุกที่ตั้งแต่ในอาหาร ผิวหนัง ไปจนถึงลำไส้ของเราเอง ไม่ใช่เพียงแค่อาศัยอยู่แต่มันยังวิวัฒนาการมาทำเรื่องเจ๋งๆ อีกมากมาย ไม่ว่าจะเป็นการย่อยพลาสติก น้ำมันดิบ หรือแม้แต่เปลี่ยนโลหะให้เป็นอาหาร การพัฒนาเป็นยาปฏิชีวนะที่ช่วยชีวิตคนหลายล้าน หรือแม้แต่การควบคุมหุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่าแบคทีเรียก็เคยลองทำมาแล้ว
ในขณะที่แบคทีเรียอยู่รอบตัวและเราคิดว่าคุ้นเคยกับมันเป็นอย่างดี แต่ความจริงแล้ว เรายังรู้จักกับแบคทีเรียไม่มากนักแม้แต่ในเรื่องพื้นฐาน เช่น แบคทีเรียส่งเสียงแบบไหน?
ด้วยขนาดที่เล็กจิ๋วจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เราจึงคิดอยู่เสมอว่าพวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเงียบๆ แต่ความจริงแล้วพวกมันก็กำลัง ‘ส่งเสียง’ อยู่เช่นกัน โดยที่การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ (Nature Nanotechnology) ได้ทำการศึกษาตรวจจับเสียงของแบคทีเรียเป็นครั้งแรก รวมถึงบันทึกชีวิตแบคทีเรียอันละเอียดอ่อนซึ่งอาจเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเข้าใจการ ‘ดื้อยา’ ปฏิชีวนะ
โดยการศึกษาแบคทีเรียอย่างละเอียดครั้งนี้ได้ศึกษา ‘อีโคไล’ (Escherichia coli หรือ E. coli) แบคทีเรียประจำถิ่นที่พบได้บ่อยๆ ในลำไส้ของคนและสัตว์ นักวิจัยขยายและตัดเสียงรบกวนภายนอกออกไปจนได้ยินเสียง ‘กลองขนาดเล็ก’ จากแผ่นอะตอมคาร์บอนที่ถูกเรียกว่ากราฟีน (Graphene)
‘เสียง’ คือสิ่งที่เกิดจากการสั่นสะเทือน เมื่อนักวิจัยนำแบคทีเรียวางลงบนโครงสร้างอะตอม ที่มีโครงสร้าง 6 เหลี่ยมขนาดเล็กจิ๋ว ก็สามารถตรวจจับการสั่นสะเทือนด้วยแอมพลิจูดขนาดต่ำไม่กี่นาโนเมตรของแบคทีเรียเพียงแค่ตัวเดียวได้
“สิ่งที่เราเห็นมันน่าทึ่งมาก” ศาสตราจารย์ซีส์ เดคเคอร์ (Cees Dekker) ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยกล่าว “เราสามารถได้ยินเสียงแบคทีเรียแต่ละตัวได้เลย!”
กราฟีนที่ใช้ตรวจจับแรงสั่นสะเทือนเป็นวัสดุที่ได้ชื่อว่า ‘มหัศจรรย์’ เพราะมันอ่อนไหวต่อการสั่นสะเทือนมาก ในขณะเดียวกันก็มีความคงทนแข็งแรง โดยการวิจัยครั้งนี้กราฟีนถูกพัฒนาให้มีความละเอียดมากเป็นพิเศษ เนื่องจากแบคทีเรียมีขนาดเล็กมากๆ หากใช้แผ่นกราฟีนตามปกติจะไม่สามารถตรวจจับเสียงของแบคทีเรียในแต่ละตัวได้เลย โดยเสียงที่บันทึกไว้เป็นเสียงของกระบวนการทางชีววิทยาของแบคทีเรีย ซึ่งเชื่อว่าเป็นการเคลื่อนไหวของส่วนหางที่ช่วยให้มันเคลื่อนที่ไปด้านหน้า
การได้ยินเสียงของแบคทีเรียจะมีประโยชน์อย่างไร นักวิจัยเชื่อว่าจะช่วยให้เข้าใจการดื้อยาปฏิชีวนะต่อไปได้ เนื่องจากแบคทีเรียจะหยุดส่งเสียงเมื่อมันตาย โดยเมื่อเชื้ออีโคไลซึ่งไวต่อยาปฏิชีวนะได้รับยา พวกมันจะตายภายใน 1-2 ชั่วโมงและเงียบเสียงลง แต่ถ้าหากยังสามารถตรวจจับเสียงของแบคทีเรียได้ คือการส่งสัญญาณว่าร่างกายกำลัง ‘ดื้อยา’
ทั้งหมดนี้หมายความว่า การสั่นสะเทือนขนาดเล็กจิ๋วนี้สามารถตรวจสอบได้ว่าแบคทีเรียยังมีชีวิตอยู่หรือไม่ เหมือนกับการตรวจชีพจรและอาจมีประโยชน์อย่างมากในการแพทย์ต่อไป
ส่วนใครที่อยากฟังเสียงแบคทีเรีย กดที่ลิงค์นี้ได้เลย > https://bit.ly/3KvCu8e
อ้างอิง
- Iflscience. What Do Bacteria Sound Like? A New Study Let Them Play Tiny Drums. https://bit.ly/3OJFDEQ
- The daily beast. Listening to Bacteria’s ‘Music’ Could Help Us Combat Antibiotic Resistance. https://bit.ly/3KvCu8e