Симбиотические бактерии сопровождают одноклеточных протистов в верхнем слое океана
Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Cell Host & Microbe, показывает, что симбиотические бактерии часто сопровождают одноклеточных протистов в верхнем слое океана. Некоторые из этих симбионтов оказались близкими родственниками бактерий, патогенных для животных, включая человека.
«Мы знаем, что в мире много симбионтов, но было удивительно обнаружить, что у самых маленьких и наиболее распространенных хищных протистов в океане есть симбионты», — говорит старший автор Александра Ворден.
Изученные протисты относятся к самым маленьким в океане, их размер составляет от 2 до 5 микрон. Открытие этих линий симбионтов проливает свет на эволюцию их бактериальных родственников — как симбионтов, так и патогенов.
Морские протисты: неуловимые и необходимые
Протисты — разнообразная группа, большинство из которых одноклеточные. В океане они играют ключевую роль в пищевых сетях, потребляя фитопланктон и бактерии.
Изучение их вклада затруднено, поскольку их сложно культивировать в лаборатории. Команда Ворден разработала метод изучения отдельных клеток протистов непосредственно на исследовательских судах. После отбора проб воды из Северной Тихого океана и других регионов исследователи окрашивали пищеварительные вакуоли протистов, чтобы отобрать тех, кто питается другими организмами. Затем с помощью генетического секвенирования идентифицировали бактерии внутри или на поверхности протистов.
«Изучение этих симбионтов необходимо для полного понимания биологии протистов, подобно тому, как микробиом человека важен для нашего здоровья», — отмечает Ворден.
Вред или польза? Симбиоз у протистов и людей
В отличие от человеческого микробиома, содержащего триллионы симбионтов, гораздо меньшие протисты, вероятно, могут нести лишь небольшое их количество.
В исследовании 2022 года (Nature Microbiology) команда идентифицировала один тип бактериального симбионта, названный Comchoano, внутри вида хоанофлагеллят. В текущем исследовании были обнаружены ещё четыре группы бактерий. Три из четырёх новых линий симбионтов имеют тесные эволюционные связи с человеческими патогенами, которые живут как симбионты в насекомых (например, клещах).
- Одна линия тесно связана с Coxiella — группой, содержащей возбудителей Ку-лихорадки.
- Другие принадлежат к группе, включающей Rickettsia, члены которой могут вызывать пятнистую лихорадку Скалистых гор, сыпной тиф и другие инфекции.
Несмотря на связь с заболеваниями млекопитающих, неясно, вредят или помогают эти микробы своим протистам-хозяевам. Контекст решает всё в этих отношениях: например, бактерии Rickettsia помогают своим насекомым-хозяевам, вызывая болезнь только при попадании в организм человека или других млекопитающих.
«Существует путь от наших симбионтов вплоть до болезни у человека», — говорит первый автор Фабиан Виттмерс.