Ученые вывели «сверхбыструю» разновидность бактерии
Расползание колонии «обычной» медленной синегнойной палочки на чашке.Кадр: Cell Reports, van Ditmarsch et al. 2013
В ходе эксперимента по искусственной эволюции на условно-патогенной Pseudomonas aeruginosa ученые проследили за тем, как у бактерий возникают «сверхбыстрые» разновидности. Работа опубликована в журнале Cell Reports, а ее краткое содержание приводит New Scientist.
Исследователи выращивали несколько колоний оснащенных жгутиками синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa). Эта грамм-отрицательная бактерия является для человека условно-патогенной: она преимущественно заражает лиц с ослабленным иммунитетом. Ее часто находят в гнойных ранах и при циститах.
После того, как бактерии расползались по чашке характерными древовидными отростками, часть бактерий пересевали в центр новой чашки. Выращивание повторяли снова и снова, пока поведение некоторых колоний не изменилось: они стали расползаться существенно быстрее и уже не формировали «крону», а заполняли всю поверхность чашки.
Изменение фенотипа оказалось связано с мутацией в единственном гене (FleN), который контролирует у бактерий количество жгутиков. Мутанты несли не один, а два жгутика, за счет чего им и удавалось быстрее и полнее занимать поверхность среды. Интересно, что в ходе параллельной эволюции на чашках у разных колоний эта мутация возникала несколько раз независимо друг от друга.
В ходе дальнейших исследований выяснилось, что «сверхбыстрые» разновидности Pseudomonas aeruginosa обладают не большей (как можно было ожидать), а меньшей патогенностью. Они плохо образуют так называемые биопленки — сложно регулируемые сообщества бактерий, в которых микроорганизмы лучше защищены от иммунитета хозяина. По словам ученых, формировать биопленки мутантам мешает именно второй жгутик.
Взаимодействие бактерий в биопленках стало одной из главных тем в микробиологии в последние 20 лет. Было показано, что многие микроорганизмы способны к координации своих действий с помощью сигнальных молекул. Выяснилось, что с бактериями в биопленках иммунной системе бороться гораздо сложнее, чем с изолированными клетками. Результаты нового исследования позволяют предложить новый способ борьбы с инфекциями — при помощи воздействия на управление ростом жгутиков.
