Археи могут быть «разборчивыми едоками»: исследование показывает, что группа паразитических микробов способна изменять метаболизм хозяина

Микробиологи NIOZ Су Дин, Джошуа Хамм, Николь Бейл, Яп Дамсте и Анжа Спанг впервые показали, что паразитические микробы из группы DPANN-архей не только питаются за счёт хозяина, но и заставляют его изменять собственный метаболизм и биологию. Их исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что эти археи очень «разборчивы в еде», что может заставлять их хозяев менять «меню».

Археи — особая группа микробов, похожих на бактерии. Команда изучает DPANN-археи, которые имеют особенно маленькие клетки и относительно небольшой генетический материал. DPANN-археи составляют около половины всех известных архей и зависят от других микробов в своём существовании: они прикрепляются к хозяину и забирают у него липиды в качестве строительного материала для своей мембраны.

До сих пор считалось, что эти паразитические археи просто забирают у хозяина любые липиды для построения своей мембраны. Но впервые Дин и Хамм смогли показать, что паразитическая архея Candidatus Nanohaloarchaeum antarcticus содержит не все липиды, которые есть у её хозяина Halorubrum lacusprofundi, а лишь их выборку. «Другими словами: Ca. N. antarcticus — разборчивый едок», — заключает Хамм.

Анализируя липиды в хозяине с паразитами и без них, исследователи также показали, что хозяин реагирует на присутствие паразитов. Хозяева меняют свою мембрану: не только типы и количество используемых липидов, но и модифицируют липиды, изменяя их свойства.

Результатом является ускоренный метаболизм и более гибкая мембрана, через которую паразиту также сложнее проникнуть. Это может иметь последствия для хозяина, объясняет Хамм: «Если мембрана хозяина меняется, это может повлиять на то, как эти хозяева способны реагировать на изменения окружающей среды, например, температуры или кислотности».

Переломным моментом в этом исследовании стала разработка Су Дином в NIOZ новой аналитической методики. Ранее для анализа липидов нужно было знать, какие группы липидов искать, и нацеливаться на них. Дин разработал технику, позволяющую одновременно рассматривать все липиды, включая неизвестные. «Мы, вероятно, не смогли бы увидеть изменения в липидах, если бы использовали классический подход, но новый подход сделал это очевидным», — говорит Хамм.

«Это не только проливает первый свет на взаимодействия между разными археями; это даёт совершенно новое понимание основ микробной экологии, — говорит Хамм. — Особенно то, что мы теперь продемонстрировали, как эти паразитические микробы могут влиять на метаболизм других микробов, что, в свою очередь, может изменить их реакцию на окружающую среду. Будущая работа должна определить, в какой степени это может повлиять на стабильность микробного сообщества в меняющихся условиях».