Бактериальные биоплёнки оказались способны к сложной пространственной организации

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Стэнфордского университета и Университета Помпеу Фабра (Испания) обнаружили, что бактериальные сообщества — биоплёнки — способны формировать сложные пространственные паттерны, что ранее считалось свойством только высокоорганизованных организмов, таких как растения и животные. Результаты восьмилетней работы опубликованы 6 января в журнале Cell.

Ключевое открытие: Биоплёнки используют механизм «часов и фронта волны» для самоорганизации. По мере роста и потребления питательных веществ через сообщество движется «волна» истощения ресурсов. Эта волна останавливает молекулярные «часы» внутри каждой клетки в определённый момент времени и в конкретном положении. В результате формируется сложный составной паттерн из повторяющихся сегментов, состоящих из клеток разных типов.

Значение открытия:

• Эволюционный аспект: Способность клеток к сегментации в пространстве и времени, по-видимому, возникла более миллиарда лет назад, а не только с появлением растений и позвоночных.
• Практический потенциал: Понимание механизмов организации биоплёнок важно для медицины, пищевой промышленности и других областей, где биоплёнки играют ключевую роль.
• Модельная система: Бактериальные биоплёнки могут стать удобной экспериментальной моделью для изучения фундаментальных механизмов развития, которые сложно исследовать на позвоночных и растениях.

Как отмечают авторы: «Наше открытие демонстрирует, что бактериальные биоплёнки используют механизм паттернирования развития, который до сих пор считался исключительной прерогативой систем позвоночных и растений».