Возбудители холеры ощущают гибель собратьев

Холера — острая кишечная инфекция человека, которая начиная с XIX века выкосила тысячи и тысячи жизней. Возбудитель зловонной и смертельно опасной болезни — бактерия под названием холерный вибрион (V. cholerae). Биологи из Университета Карнеги-Меллона (CMU), США, обнаружили, что эти бактерии способны чувствовать гибель своих родственников.


Смерть бактериальных клеток часто сопровождается лизисом. Лизис — это растворение микроорганизмов под влиянием различных веществ, например, ферментов или антибиотиков. При этом клетка лопается, высвобождая содержимое. Исследователи обнаружили, что живые холерные вибрионы чувствуют присутствие молекул, которые вылетают наружу при лизисе клеток. Почуяв вестников смерти, выжившие V. cholerae скучиваются в то, что именуют биоплёнками, чтобы защититься.

Научную статью «Чувствительность к лизису клеток стимулирует образование биоплёнки у холерного вибриона» опубликовали в издании Nature Communications.

Исследователь чувствительности вибрионов Джоджо Прентис рассказал, что основной вывод в том, что популяции бактерий умеют изменять своё коллективное поведение, когда поблизости начинают дохнуть их сородичи.

Доценты биологических наук, Джоджо Прентис и Дрю Бриджес, сумели распознать, что работает как сигнал гибели клеток — это норспермидин, органическое соединение из класса аминов, то есть производных аммиака. И ранее было известно, что норспермидин встречается в природе в некоторых видах растений, бактерий и водорослей. Но не про способность микробов реагировать на него.

Выжившие холерные вибрионы воспринимают сигнализирующие об опасности молекулы норспермидина рецептором, получившим название MbaA. Когда рецептор MbaA обнаруживает внеклеточный норспермидин, этот сигнал смерти побуждает V. cholerae образовывать биоплёнки, которые защищают клетки от повсеместных угроз окружающей среды. Например, нередко им грозят бактериофаги, то есть опасные для бактерий вирусы.

«Сигнализация» работает также для других бактерий рода Vibrio, в том числе для V. vulnificus, грозящих пациентам некрозом (отмиранием тканей) и смертью.

Дрю Бриджес теперь планирует исследовать подобные клеточные механизмы на других видах микробов. В лаборатории CMU хотят разработать новую флуоресцентную технологию, чтобы повысить эффективность изучения биоплёнок. Учёные также стремятся исследовать реакции бактерий в условиях, более близких к природным.

А Джоджо Прентис добавил, что интересны также эволюционные последствия смены образа жизни бактерий в ответ на угрозы. Если выводы, сделанные на примере холерных вибрионов, удастся распространить на иные микроорганизмы, то можно будет говорить об адаптации бактерий как о всепроникающей силе и движителе микробной эволюции.