Псевдомонашки взрывают себя в биопленке

Если вы приглядитесь, то увидите вокруг множество синегнойных палочек (Pseudomonas aeruginosa). Они не только живут на окружающих нас предметах, но и внутри нас: загляните себе в ухо, дыхательные пути или под мышку – увидите, как они приветливо машут вам жгутиками. Образ жизни они ведут смиренный, соблюдают обеты и целибат под присмотром иммунитета свыше. Но если иммунитет вдруг ослабит контроль, а вокруг еще обнаружится влажный простор – ранка, гнойничок, муковисцидозное легкое, – тут же в палочки словно бесы вселяются: они начинают разнузданно размножаться, кучковаться, формировать биопленку!

bacteria burst

С помощью биопленки бактерии осуществляют инфекционный процесс, и в ряде случаев это приводит к смерти заболевшего. Сила биопленки в том, что она способна защитить синегнойные палочки не только от иммунитета, но и от антибиотиков – Pseudomonas aeruginosa вообще славятся повышенной к ним устойчивостью. Биопленка состоит из плотно тусующихся бактерий, а также свободно плавающих в окружающей слизи ДНК, РНК и белков. До последнего времени ученые не были уверены в способе попадания этих молекул из бактериальных клеток в матрикс биопленки. Но микробиологам из Технологического университета Сиднея (Австралия) удалось все рассмотреть в микроскоп. И надо сказать, они никак не ожидали увидеть то, что увидели.

«Мы думали, что вся популяция станет выделять ДНК малыми дозами, – говорит руководитель исследования Синтия Уитчерч. – Но оказалось, что некоторые бактерии округлялись и весьма драматично взрывались! Бум!!! Так они эффективно выбрасывали из себя клеточное содержимое, чтобы поделиться им с остальными бактериями». Весь процесс – от начала раздувания палочки в шар до маленького взрыва – занимает всего 5–10 секунд. Исследователи полагают, что именно поэтому никто раньше ничего подобного не видел. Кроме того, в своих наблюдениях они использовали специальную флуоресцентную краску, которой подсвечивалась ДНК, попадая в матрикс.

Более того, невероятно высокое разрешение микроскопа позволило разглядеть мембранные пузырьки, которые формируются из ошметков бактериальной мембраны и сразу начинают сновать между живыми палочками, доставляя им пожертвования в виде биомолекул. Ученые также выяснили, что ответственность за взрывы берет на себя ген Lys, позаимствованный у бактериофага, который заражает синегнойные палочки и быстро заставляет их отдать богу душу. То есть эти бактерии, по сути, обернули оружие врага себе во благо.

Теперь исследователи желают понять, насколько большую роль эти взрывы играют в инфекционном процессе. Тем более что есть подозрения, что не только синегнойные палочки их практикуют. «Мы знаем, что посредством антибиотиков можем индуцировать взрывную клеточную смерть со всеми вытекающими, – говорит Уитчерч. – Так, может быть, это можно использовать для уничтожения всей популяции бактерий? Это ведь потенциальный способ лечения». Только как бы не спровоцировать при этом палочки на более радикальные способы борьбы с людьми.


По материалам: SBS. Иллюстрация: University of Tsukuba
Научная статья: Nature Communications (Turnbull et al., 2016)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если хотите поделиться информацией с вашими подписчиками, обязательно ставьте активную ссылку на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение