Расшифровка химического общения бактерий в сообществах

Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон создали упрощённую модель микробного сообщества, чтобы изучить сложные взаимодействия бактерий. В статье, опубликованной в журнале mBio, они показали, что антибиотик, продуцируемый одним из членов сообщества, может влиять на поведение тысяч генов у других бактерий.

Модель THOR для изучения взаимодействий

Для изучения химической коммуникации учёные создали модель из трёх видов бактерий, выделенных с корней сои:

Это сообщество было названо THOR ("The Hitchhikers of the Rhizosphere").

Ключевая роль антибиотика

Исследование профилей экспрессии генов (mRNA) показало, что в сообществе THOR доминируют взаимодействия с P. koreensis. Эти взаимодействия опосредованы присутствием антибиотика кореенсина, который авторы называют "метафорическим молотом THOR".

Главное открытие: одна молекула кореенсина влияет на экспрессию и взаимодействие тысяч генов во всей сети сообщества. Это объясняет, почему эффективность биоконтроля с помощью B. cereus может быть непостоянной — она зависит от химического "разговора" с соседями.

Значение для науки и практики

  • Сообщество ≠ сумма частей: Исследование подтверждает, что активность в сообществе отражает его уникальные свойства, а не просто сумму активностей отдельных членов.
  • Перспективы: Расшифровка взаимодействий между микроорганизмами может помочь в управлении микробиомами — например, сделать среду более благоприятной для полезных бактерий, защищающих сельскохозяйственные культуры.
  • Методология: Использование простых модельных сообществ (вроде THOR) — перспективный подход для понимания микробов в сложных природных системах.

Как отмечает ведущий автор Аманда Хёрли: "Если мы поймём, как взаимодействия между видами меняются в присутствии множества видов, мы сможем начать понимать тенденции коммуникации целых микробных сообществ... и создавать более предсказуемые и полезные микробиомы".

2022-09-19