Бактерии обладают чувством осязания
Исследователи из Базельского университета обнаружили, что бактерии способны ощущать прикосновение к поверхности и реагировать на этот механический стимул в течение секунд. Это открытие, опубликованное в Science, объясняет, как патогены используют этот механизм для колонизации клеток хозяина.
Тактильное восприятие вместо химических сигналов
Хотя бактерии не имеют органов чувств в классическом понимании, они прекрасно воспринимают окружающую среду. До недавнего времени исследования фокусировались в основном на том, как бактерии обрабатывают химические сигналы. Однако о том, как они считывают механические стимулы, было известно мало.
Группа профессора Урса Женаля из Biozentrum Базельского университета впервые показала на примере непатогенной бактерии Caulobacter, что у бактерий есть «чувство осязания». Этот механизм помогает им распознавать поверхности и запускать выработку собственного мгновенного клея — адгезина.
Как работает механизм
Плавающие бактерии Caulobacter имеют вращающийся жгутик, который приводит их в движение. Исследователи с удивлением обнаружили, что мотор жгутика также используется как механосенсорный орган.
- Стимул: Когда плавающая клетка касается поверхности, вращение мотора нарушается, что прерывает поток протонов (H+) в клетку.
- Сигнал: Исследователи полагают, что это прерывание служит сигналом.
- Реакция: Клетка немедленно усиливает синтез второго мессенджера (цАМФ).
- Результат: Это, в свою очередь, стимулирует выработку адгезина, который в течение нескольких секунд прочно закрепляет бактерию на поверхности.
Это наглядный пример того, насколько быстро и специфично бактерии могут менять поведение при контакте с поверхностью.
Значение для медицины
Открытие имеет большое значение для понимания инфекционных заболеваний. Многие патогенные бактерии используют механическую стимуляцию как триггер для включения вирулентности и приобретения способности повреждать ткани хозяина. Первые секунды после контакта с поверхностью (слизистой, кишечным эпителием) часто критичны для успешного заражения.
Понимание процессов, происходящих в эти первые мгновения, необходимо для разработки более эффективных методов контроля и лечения инфекций.