Реснички как «вышибала» для бактерий

Новое исследование показывает, что реснички в организме играют активную роль, подобную вышибале в клубе, избирательно пропуская одни бактерии и отфильтровывая другие. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергает прежнее представление о том, что реснички выполняют лишь функцию «очистки».

Ключевые выводы:

• Учёные изучили, как симбиотические бактерии Vibrio Fischeri попадают в реснитчатые световые органы молодых кальмаров-бобтейлов.
• Эксперименты с частицами размером 1 микрон (как бактерии) показали, что они накапливаются в том же месте, что и бактерии, что указывает на физический механизм отбора со стороны организма-хозяина.
• Частицы размером 4 микрона не накапливались, что исключило прямой перехват как основной механизм.
• Было обнаружено, что реснички создают вихревой (бубликообразный) поток жидкости, который отталкивает большинство частиц, действуя как «механические ворота».
• На поверхности светового органа работают два типа ресничек:
  • Длинные движутся волнообразно, создавая вихревой поток для фильтрации частиц по размеру.
  • Короткие бьются хаотично, удерживая отобранные частицы на месте и усиливая химическое взаимодействие с бактериями.
• Если реснички «отключить», частицы накапливаются по всему органу бесконтрольно.

Значение:

Исследование раскрывает роль гидродинамики в формировании микробиома. Полученные данные могут пролить свет на функцию ресничек в дыхательной, репродуктивной системах и мозге человека, а также на последствия их дисфункции (например, при лёгочных заболеваниях или бесплодии).

Учёные уже разрабатывают микрофлюидную платформу для изучения реакции бактерий на различные потоки и химические сигналы, создаваемые ресничками.