Бактерии чувствуют гибель сородичей и защищаются
Биологи из Университета Карнеги — Меллон обнаружили, что бактерия Vibrio cholerae (возбудитель холеры) способна чувствовать гибель своих сородичей. Гибель бактериальной клетки часто сопровождается лизисом — её разрывом с высвобождением внутренних компонентов. Исследователи выяснили, что небольшая молекула, высвобождаемая при лизисе, детектируется живыми клетками V. cholerae. Это заставляет выживших бактерий сбиваться в крупные сообщества — биоплёнки — для самозащиты.
Исследование «Cell-lysis sensing drives biofilm formation in Vibrio cholerae» опубликовано в Nature Communications.
«Наше фундаментальное открытие заключается в том, что популяции бактерий могут изменять своё коллективное поведение, чувствуя смерть своих родственников», — сказал Джоджо Прентис, научный сотрудник кафедры биологических наук.
Совместно с доцентом Дрю Бриджесом учёные идентифицировали сигнал клеточной смерти — норспермидин, а также рецептор MbaA на клетках V. cholerae, ответственный за его восприятие. Когда рецептор MbaA детектирует внеклеточный норспермидин, это запускает формирование биоплёнок, защищающих клетки от распространённых угроз, таких как бактериофаги (вирусы, поражающие бактерии и вызывающие их гибель).
Данный путь работает для V. cholerae и других бактерий рода Vibrio (например, V. vulnificus, способной вызывать некроз). Бактерии этого рода формируют биоплёнку, если повреждаются любые другие бактерии того же рода.
«Если бы вы увидели раненого человека, вы, вероятно, попытались бы защитить себя или были бы настороже. Именно это мы наблюдаем у бактерий», — пояснил Бриджес.
В будущих исследованиях лаборатория Бриджеса планирует:
- Изучить, какие ещё бактерии используют подобный механизм.
- Выяснить, какие другие процессы, помимо формирования биоплёнок, регулируются этими рецепторами (например, факторы бактериального иммунитета).
- Разработать новые флуоресцентные зонды для более эффективного изучения биоплёнок.
- Исследовать реакции бактерий в условиях, максимально приближенных к естественным.