Бактерии уменьшаются, чтобы выжить: адаптация к меняющимся условиям

Бактерии Escherichia coli, попадая из кишечника в бедную питательными веществами среду, сталкиваются с внезапным голоданием. Ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Стэнфордского университета выяснили, как они адаптируются.

Ключевое наблюдение:

При нехватке питательных веществ цитоплазма E. coli становится более плотной и уменьшается в объеме, вероятно, из-за потери воды. Одновременно увеличивается объем периплазматического пространства — области между внутренней и внешней мембранами клетки.

Гипотеза адаптации:

Исследователи предполагают, что клетка концентрирует оставшиеся питательные вещества в цитоплазме, чтобы поддерживать высокую скорость метаболизма. Это может быть адаптацией к постоянно и быстро меняющимся условиям среды, в которой E. coli обитает.

Роль системы Tol-Pal:

Процесс уменьшения обратим. При помещении голодающих бактерий в богатую питательными веществами среду внутренняя мембрана и цитоплазма снова расширяются. Критическую роль в этом восстановлении играет белковая система Tol-Pal, которая соединяет внешнюю и внутреннюю мембраны. Ученые предполагают, что она действует как «застежка-молния», помогая внутренней мембране правильно встроиться во внешнюю при восстановлении. В отсутствие этой системы содержимое клеток вытекало наружу.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.