Бактерии могут общаться через прикосновение

Новое исследование ученых из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) предполагает, что бактерии способны к коммуникации и обладают "осязанием". Теоретически, для выполнения определенных функций клеткам может быть необходимо общение. Результаты опубликованы в журнале Genes & Development.

Группа под руководством Кристофера Хейса изучила уропатогенную кишечную палочку (UPEC), вызывающую инфекции мочевыводящих путей. Они обнаружили связь между клеточными системами, которые ранее считались конкурентами.

Исследование показывает, что бактерии, экспрессирующие систему контакт-зависимого ингибирования роста (CDI), могут подавлять бактерии без такой системы только если у тех есть фермент CysK. Этот метаболический фермент необходим для синтеза аминокислоты цистеина. CysK связывается с токсином CDI — ферментом, расщепляющим РНК, — и активирует его.

Это необычное открытие, поскольку оно означает, что клетка-ингибитор должна получить "разрешение" от своей цели, чтобы выполнить свою функцию. "Это все равно что клетка-ингибитор спрашивает клетку-мишень: 'Можно, пожалуйста, тебя ингибировать?'" — пояснил Хейс.

Ученые предполагают, что система CDI используется не только для уничтожения других клеток. Результаты указывают на возможность того, что бактерии используют CDI для общения как родственные клетки и совместной работы, например, при формировании биопленки, которая увеличивает их силу и шансы на выживание.

Фермент CysK выступает в роли потенциального катализатора такой коммуникации — подобно секретному рукопожатию или паролю. "Если у вас есть нужные данные, вас пускают в клуб; в противном случае — нет", — провел аналогию Хейс.

Хотя в работе изучалась только UPEC, выводы могут иметь значение для понимания патогенов — от возбудителей бактериального менингита до чумы, а также для фитопатогенных бактерий.

Соавтор работы Дэвид Лоу назвал исследование потенциально революционным для понимания того, как бактерии общаются. "Мы только начинаем получать clues, что бактерии могут разговаривать друг с другом на контакт-зависимом языке. Они прикасаются и реагируют друг на друга по-разному в зависимости от систем CDI и других генотипических факторов. Мы надеемся, что в конечном итоге эта работа может помочь в разработке препаратов, блокирующих или усиливающих это общение".