Бактерии используют классическую бизнес-модель

Опасный патоген Pseudomonas aeruginosa, вызывающий пневмонию, разработал двойную стратегию колонизации хозяина. Он генерирует два типа клеток — подвижных «расселенцев» и вирулентных «прилипал». Исследователи из Биоцентра Базельского университета выяснили, как микроб прикрепляется к ткани за секунды и затем распространяется по принципу бизнес-модели: обосноваться — вырасти — расшириться. Исследование опубликовано в Cell Host & Microbe.

От расселения к прикреплению

Ключ к успеху P. aeruginosa — его совершенная стратегия колонизации. При каждом делении патоген создаёт два разных типа клеток. В начальной фазе инфекции «расселенец» активно движется к поверхности ткани с помощью жгутика.

Учёные обнаружили, что жгутик также служит механическим сенсором. При контакте с поверхностью бактерии за секунды меняют программу: сигнальная молекула циклический-ди-ГМФ запускает образование адгезивных выступов, прочно закрепляющих бактерию на ткани.

От прикрепления к расселению

После прикрепления бактерия делится асимметрично, производя два разных потомка:

• Одна дочерняя клетка остаётся «прилипалой», повреждающей ткань.
• Другая становится «расселенцем», колонизирующим отдалённые участки.

Это происходит из-за асимметричного распределения циклического-ди-ГМФ в делящейся материнской клетке. Клетка с высоким уровнем молекулы остаётся на месте, а клетка с низким уровнем покидает поверхность. Так P. aeruginosa реализует модель: обосноваться — вырасти — расшириться.

Умная тактика: захватить и скрыться

Окно возможностей для P. aeruginosa ограничено. После нескольких асимметричных делений бактерии переходят к симметричному делению, производя исключительно вирулентное потомство, прикреплённое к поверхности. Это позволяет популяции экспоненциально расти на локальном участке. Патоген меняет стратегию на долгосрочное закрепление в хозяине и уклонение от его иммунной системы.

Исследователи полагают, что такая стратегия колонизации носит общий характер и может встречаться у многих бактерий, эффективно заселяющих различные поверхности.