Бактерии умеют «общаться» со своими потомками с помощью специальных химических сигналов

Эскулап
Пн, 14 февр. 2022 07:21 UTC

Механизмы образования бактериальных биопленок изучаются достаточно давно. Известно, что при контакте с поверхностью клетки в бактерии повышается активность специфической молекулы - циклического дигуанилата (цикло-диГМФ), отвечающей за способность к формированию биопленки.

Ученые из Калифорнийского университета выяснили, что активация молекулы ведет к формированию потока сигналов, который характеризуется определенными модуляциями частоты и амплитуды. Этот тип сигналов «остается в памяти» у 10-20 последующих поколений бактерий. Таким образом производится «настройка» способности потомков к образованию биопленок при контакте с определенными поверхностями клеток.

При дальнейшем анализе было отмечено, что эта способность коррелирует с тремя независимыми характеристиками: средней концентрацией цикло-диГМФ, характером и продолжительностью колебаний цикло-диГМФ, и подвижностью бактерии на поверхности клетки.

Дальнейшие исследования в области формирования биопленок могут открыть новые возможности в регулировании их образования, что в будущем может применяться, например, для повышения защитной функции микробиоты кишечника.

Источник

Комментарий: Химическое общение бактерий называется «чувство кворума». В ходе его бактерии выделяют сигнальные молекулы-аутоиндукторы — «письма», адресатами которых являются соседние микроорганизмы. Получив такое письмо, бактерия действует в соответствии с его содержанием, меняя работу своих генов. В некоторых случаях темой письма может стать создание биопленки, иногда — трансформация, когда бактерия поглощает свободную ДНК из окружающей среды, чтобы получить новые свойства.

При большом количестве бактерий концентрация аутоиндукторов становится достаточно высокой, и в таких случаях, например, Pseudomonas aeruginosa — синегнойная палочка (она может стать причиной развития цистита, энтерита и других заболеваний) — повышает свою вирулентность. Если в «малых дозах» она условно опасна для человека, то в больших количествах из-за чувства кворума бактерии начинают активно заражать клетки носителя. То же самое чувство кворума позволяет им вырабатывать устойчивость к антибиотикам, чтобы стать еще большей проблемой.