Мембранные везикулы бактерий ускоряются под действием антибиотиков
Новое исследование показывает, что антибиотики активно изменяют свойства и транспорт мембранных везикул (MVs) — наночастиц, которые бактерии используют для коммуникации. Под их действием бактерии производят и высвобождают MVs в большем количестве, а сами везикулы движутся быстрее и дальше.
Информационные "спутники" бактерий
MVs — это крошечные частицы (20–400 нм), отпочковывающиеся от внешних мембран бактерий. Они переносят богатый груз информации: полисахариды, белки, ДНК, РНК, метаболиты, ферменты и токсины. Ранее считавшиеся просто отходами, теперь они рассматриваются как ключевые игроки в межклеточной коммуникации, горизонтальном переносе генов и даже модуляции иммунного ответа.
Метод исследования
Ученые впервые провели количественное отслеживание MVs в реальном времени в ответ на лечение антибиотиками. Они использовали:
- Популяцию живых Escherichia coli.
- Флуоресцентную метку для индивидуальных MVs.
- Микроскопию в режиме time-lapse с высоким разрешением и быстрым захватом изображений.
- Автоматизированные инструменты для отслеживания частиц.
Ключевые результаты
Обработка низкими дозами антибиотиков значительно изменила динамику везикул:
- Увеличилось производство и высвобождение MVs.
- Ускорился и стал дальнобойнее их транспорт вдоль бактериальных мембран.
- Изменились аффинность везикул к мембране и поверхностные свойства клеточных мембран.
Исследователи предполагают, что это измененное поведение представляет собой стресс-ответ на присутствие антибиотиков. MVs могут передавать экстренные предупреждающие сигналы соседним клеткам и, возможно, способствовать развитию антибиотикорезистентности, выступая в роли "приманок" для лекарств.
Значение и перспективы
Это исследование открывает новое направление в изучении MVs. Понимание того, как их движение может быть индикатором антибиотического стресса, имеет потенциал для приложений в иммунологии и биотехнологии.
"Это первые доказательства того, что отслеживание тысяч индивидуальных траекторий мембранных везикул в реальном времени в живой популяции микроорганизмов достигнуто", — говорит Джулия Бос, ведущий автор исследования.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Работу провели ученые из Университета штата Аризона и Института Пастера в Париже.