Книдарии дистанционно управляют бактериями

Исследователи из Кильского университета впервые доказали, что организм-хозяин может контролировать не только состав колонизирующих его бактерий, но и их функцию. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ключевой механизм: вмешательство в "чувство кворума"

Бактерии координируют свои действия через механизм quorum sensing, используя сигнальные молекулы для определения плотности популяции и активации генов.

Учёные из рабочей группы клеточной биологии и биологии развития (руководитель — д-р Себастьян Фрауне) показали, что пресноводный полип Hydra способен напрямую влиять на эти бактериальные сигнальные молекулы. Этот процесс, называемый quorum quenching, позволяет хозяину вмешиваться в молекулярную коммуникацию бактерий и активно способствовать процессу колонизации собственных тканей.

Экспериментальное подтверждение

Исследователи во главе с ведущим автором работы д-р Клео Пичске провели эксперименты с стерильными Hydra (без бактериальной колонизации) и бактериями Curvibacter — наиболее часто встречающимися симбионтами гидры.

• При контакте с немодифицированными сигнальными молекулами бактериальная колонизация была слабой.
• Как только сигнальные молекулы модифицировались под влиянием организма-хозяина, бактерии колонизировали тело книдарий в нормальном объёме.

Тот же результат был получен в экспериментах с организмами, уже имевшими бактериальную колонизацию.

Значение открытия

Это первое детальное описание случая, когда хозяин использует quorum quenching для контроля над бактериями. Ранее было известно лишь о двух других примерах такого вмешательства.

Поскольку Hydra — эволюционно примитивный организм, высока вероятность, что аналогичный механизм контроля присутствует и у более высокоразвитых форм жизни. Исследование — важный шаг в понимании сложных взаимоотношений в системе "хозяин-микробиом", что является ключом к пониманию баланса между здоровьем и болезнью.