Бактерии действуют как афродизиак для ближайших родственников животных

К удивлению учёных, бактерии могут действовать как афродизиак для одноклеточных морских организмов, известных как ближайшие живые родственники всех животных.

Это первый известный пример того, как бактерии запускают спаривание у эукариот — группы, включающей все растения и животных.

Эти организмы — протисты, называемые хоанофлагеллятами, — питаются бактериями и служат пищей для мелких океанических животных, таких как криль. Несколько лет назад лаборатория Николь Кинг из UC Berkeley обнаружила, что определённые бактерии заставляют этих одноклеточных хоанофлагеллят развиваться в многоклеточные колонии.

Новое открытие, о котором сообщили 31 августа в журнале Cell, предполагает, что хоанофлагелляты «подслушивают» бактерии, чтобы понять своё окружение и регулировать свой жизненный цикл.

В данном случае морская биолюминесцентная бактерия Vibrio fischeri заставляет хоанофлагеллята Salpingoeca rosetta собираться в рои и спариваться. Спаривание иногда является реакцией на изменение среды.

С другой стороны, пять лет назад Кинг обнаружила, что другая морская бактерия, Algoriphagus machipongonensis, заставляет S. rosetta формировать колонии, напоминающие эмбрион животного. Эти многоклеточные колонии не связаны со спариванием, но могут помочь организму более эффективно добывать бактериальную пищу из окружающей среды.

Хоанофлагелляты, повсеместно распространённые в океанах, остаются относительно загадочными. До 2013 года было неясно, практикуют ли они половое размножение. Тогда команда обнаружила, что голодание может запускать спаривание, но лишь у небольшого процента клеток. Новое исследование показывает, что бактерии Vibrio вызывают гораздо более быстрый ответ, с участием большого процента клеток в течение нескольких часов.

Бактериальные афродизиаки

После того как аспирант UC Berkeley Ариэль Возница обнаружила, что эти бактерии инициируют роение, команда сотрудничала с лабораторией Джона Кларди в Гарвардской медицинской школе, чтобы найти триггер: белок, постоянно секретируемый бактериями, который они назвали EroS.

Они показали, что EroS является хондроитиназой — ферментом, расщепляющим специфический тип сульфатированной молекулы в внеклеточном матриксе S. rosetta, которая ранее считалась исключительной для животных. Они также обнаружили, что если подавить эту ферментативную функцию, роения не происходит, и что хондроитиназы от других водных бактерий воспроизводят эффект афродизиака.

Что касается последствий для животных, таких как люди, и их бактериальных партнёров (микробиома), Кинг заявила, что изучение простых хоанофлагеллят может помочь идентифицировать ключевые молекулы, а затем исследовать более сложную среду, например, микробиом кишечника.