Бактерии образуют жемчужные цепочки

Впервые учёным из Бремена удалось наблюдать, как бактерии формируют выступающие с поверхности клетки жемчужные цепочки. Эти цепочки служат для лучшего поглощения и хранения веществ из окружающей среды. Результаты исследования представлены в журнале Applied and Environmental Microbiology.

Бактерии питаются, поглощая вещества из среды через клеточную стенку, но у этого способа есть естественные физические ограничения. Чтобы обойти их, некоторые бактерии увеличивают свою клеточную поверхность, например, формируя трубчатые выросты или мелкие пузырьки — везикулы. Группа исследователей под руководством Йенса Хардера из Института морской микробиологии Общества Макса Планка в Бремене впервые наблюдала, как бактерии сначала образуют трубки, а затем везикулы.

Бактерии Северного моря с жемчужными цепочками

Исследователи изучили флавобактерию, широко распространённую в Северном море. Эти бактерии живут в бедной питательными веществами (олиготрофной) среде, поэтому увеличение клеточной поверхности даёт им преимущество — больше места для удержания и поглощения сахаров и другой пищи с помощью ферментов на поверхности. Ранее уже наблюдались бактерии с везикулами или трубками, но у изученных флавобактерий есть и то, и другое последовательно: сначала образуются трубки, затем регулярные жемчужные цепочки. Формирование «жемчужин», вероятно, происходит из-за скручивания молекул жирных кислот в клеточной стенке.

Экологически успешная стратегия

Изученные флавобактерии появляются в больших количествах во время так называемых бактериальных цветений в Северном море, следующих за ежегодными весенними цветениями водорослей. У них есть особый набор ферментов для утилизации ламинарина — запасного сахара водорослей. Чтобы проверить, происходит ли обмен между жемчужными цепочками и «главной клеткой», учёные подкормили бактерии окрашенным ламинарином. Действительно, краситель появился и в жемчужных цепочках. По мнению исследователей, ферменты на поверхности цепочек захватывают, удерживают и расщепляют сахар ламинарин, а затем доставляют его в клетку. Эта стратегия, судя по массовому появлению флавобактерий после цветения водорослей, оказывается экологически успешной.