Бактерии-камикадзе


Для таких простых организмов бактерии на удивление хитры, когда дело доходит до защиты от антибиотиков. Они строят биопленки для защиты колоний, впадают в спячку до тех пор, пока опасность не пройдет, и, конечно, они постоянно развивают генетическую устойчивость к нашим лучшим лекарствам. Теперь исследователи в Принстоне и Калифорнийском государственном университете – Нортридже открыли новый механизм бактериальной защиты. В его рамках умирающие бактерии «копят» антибиотики, чтобы их соседи могли расти целыми и невредимыми.

Исследователи сделали открытие, подвергая колонию кишечной палочки воздействию антимикробной пептидной молекулы, известной как LL37, которую человеческая кожа и некоторые органы естественным образом вырабатывают для защиты от внешних бактерий. В этом случае команда модифицировала молекулу так, чтобы она светилась зеленым, позволяя ученым отслеживать, какие бактерии поглотили ее и как она распространилась среди выборки.

Команда обнаружила, что относительно небольшое количество кишечной палочки имеет тенденцию поглощать большие количества молекулы. Хоть этот механизм убивал отдельные клетки, он позволил остальной части колонии распространяться и расти. По сути, погибшие бактерии как бы жертвовали собой ради общего блага.

Наряду с физическими экспериментами, исследователи разработали математическую модель, чтобы объяснить это. Ударяя по различным количествам бактерий и различным дозам антимикробного средства, модель показала, что умирающие клетки действительно впитывали молекулу, и, хотя рост выживших бактерий замедлялся, он все еще продолжался.

Модель дала физическое объяснение того, как это на самом деле работает. У нас было наблюдение, как критическая ингибирующая концентрация антимикробных пептидов зависит от количества бактерий, а наша модель смогла объяснить, почему это происходит.

Андрей Кошмрль, соавтор исследования.

Ярко-зеленые области указывают на те бактерии, которые поглотили большое количество антибиотика жертвуя собой, но позволяя остальной части колонии продолжать расти

У исследователей до сих пор нет ответов на все вопросы, но лучшее понимание бактериальной защиты могло бы помочь ученым разработать новые способы, чтобы помешать этому. Это крайне необходимо, учитывая, что в настоящее время мы, похоже, проигрываем гонку вооружений с бактериями.


Это исследование открывает двери для многих вопросов, которые раньше никогда не задавались. Наши выводы имеют глубокое значение для эволюции бактерий, которая длится на протяжении миллиардов лет, а также для медицины при разработке и применении новых антибиотиков.

Саттар Тахери-Араги, соавтор исследования.

Автор: Майкл Ирвинг

Перевод: Филипп Дончев


Главные новости дня читайте в нашем паблике Вконтакте

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о