От палочек к шарикам: форма бактерий эволюционирует для лучшей адаптации в горле

Эволюция формирует живые организмы в соответствии с преимуществами, которые даёт их форма. Анализ эволюции патогенных бактерий, живущих в носоглотке, показывает, что их форма менялась со временем — от палочковидной (бациллы) к сферической (кокки).

В статье в журнале PLOS Genetics профессор Фредерик Вейрье и его коллеги показывают, что это изменение могло произойти, чтобы бактерии лучше обходили защитные системы иммунитета хозяина.

Neisseria meningitidis и Moraxella catharralis, хорошо адаптированные к экологической нише носовых ходов, иногда вызывают тяжёлые инфекции у человека. Генетический анализ предков этих бактерий выявил ключевой ген: yacF. Отсутствие этого гена позволяет форме бактерий эволюционировать. Современные N. meningitidis и M. catharralis у человека — сферические и лишены гена yacF.

Переход от палочек к сферам позволил изменить состав определённых молекул на их поверхности — пептидогликанов. Эти молекулы играют важную роль в том, как иммунная система распознаёт бактерии.

«Мы давно считали, что форма бактерий — фиксированная переменная. Это исследование показывает, что среда, в которой эволюционируют бактерии, влияет на их морфологию. Эти захватывающие результаты, потому что мы смогли идентифицировать одно и то же изменение у двух разных видов — и, следовательно, его влияние может быть ключевым аспектом специфической адаптации этих патогенов к человеческой носоглотке», — прокомментировал профессор Вейрье.

Расширяя понимание эволюции бактерий, исследователи надеются разработать новые стратегии для предотвращения тяжёлых инфекций. Эти знания о микробах, меняющих форму от поколения к поколению, могут привести к созданию инструментов для профилактики и лечения таких инфекций.