Изучение хищнического поведения в мире бактерий
Бактерии используют различные стратегии выживания для обеспечения себя пищей в густонаселенных средах. Некоторые виды убивают микроорганизмы другого вида, разлагают их клетки и поглощают в качестве питательных веществ. Точный механизм этого процесса в значительной степени неизвестен.
Исследовательская группа под руководством доктора Кристины Каймер изучила эти процессы. Вместе с коллегами из США исследователи из Рурского университета в Бохуме (RUB) представили свои выводы в журнале Cell Reports.
Остановка при контакте
До сих пор о взаимоотношениях хищника и жертвы в мире бактерий было известно мало. Исследователи предполагают, что бактериальные хищники могут значительно влиять на состав микробиома и формировать экологию своей среды обитания. Чтобы узнать больше, команда Кристины Каймер изучила хищную бактерию Myxococcus xanthus, часто встречающуюся в почве. Недавние работы показали, что M. xanthus убивает клетку жертвы при прямом клеточно-клеточном контакте: хищник приближается к клетке жертвы, останавливается после контакта, а затем вызывает гибель и разложение клетки в течение нескольких минут. Исследователи детально проанализировали молекулярные механизмы этого процесса.
«Мы внесли специфические генетические модификации в M. xanthus, а затем в реальном времени наблюдали за взаимодействием клеток хищника и жертвы под микроскопом», — объясняет Кристина Каймер. «В результате мы смогли показать, что в процессе убийства работают вместе две высокоспециализированные системы секреции белков. Это белковые комплексы, которые, предположительно, транспортируют белки из клетки хищника в клетку жертвы». Сначала так называемый Tad-подобный аппарат вызывает гибель клетки жертвы. Затем для разложения клетки жертвы необходима система, подобная типу 3, чтобы питательные вещества могли быть поглощены.
Убийство с высочайшей точностью
Изображения с флуоресцентно мечеными белками показали, что системы секреции белков накапливаются в клетке M. xanthus точно в месте контакта между хищником и жертвой. Похоже, что M. xanthus чувствует контакт с клеткой жертвы и может с высокой точностью инициировать процесс убийства.
«Мы пока не понимаем, как именно системы секреции белков реагируют на контакт с жертвой и какие потенциально токсичные белки они высвобождают», — говорит Кристина Каймер. «В любом случае, хищническое поведение бактерий — это увлекательная область исследований, где нам еще многое предстоит узнать о том, как бактерии сосуществуют в своей естественной среде».