Бактерии способны «чувствовать запах» аммиака

Новое исследование впервые показало, что бактерии реагируют на запахи. По мнению одного из авторов работы, это может быть древнейшим эволюционным примером обоняния.

Микробиологи Рейндерт Нейланд (Медицинский центр Университета Утрехта, Нидерланды) и Грант Бёрджесс (Университет Ньюкасла, Великобритания) изучали формирование биоплёнок почвенными бактериями Bacillus licheniformis. Они обнаружили, что микроорганизмы чувствительны к присутствию сульфата аммония. Бактерии метаболизируют его с выделением аммиака — ценного источника азота для производства белков и нуклеиновых кислот. Часть аммиака при этом попадает в воздух.

В эксперименте использовали планшет с 96 лунками. Одна половина лунок содержала среду для формирования биоплёнок, другая — богатую питательными веществами среду общего назначения с сульфатом аммония. Биоплёнки лучше всего формировались в центральных лунках «биоплёночной» половины, ближайших к среде с сульфатом аммония. Бактерии в этих лунках выделяли аммиак при переработке сульфата аммония.

Дальнейшие опыты показали, что именно среда с сульфатом аммония давала наибольший объём биоплёнок в центральных лунках. Такой же эффект наблюдался при использовании простого водного раствора аммиака. Это говорит о том, что бактерии способны чувствовать летучий аммиак и реагировать, наращивая биоплёнку в направлении его источника. Это даёт им преимущество, так как аммиак указывает на наличие поблизости богатого источника питательных веществ.

Ранее было показано, что бактерии реагируют на газы, такие как монооксид углерода и кислород. Однако, как отметил Нейланд, эти газы не имеют запаха, поэтому реакцию на них нельзя считать обонянием. «Вы чувствуете запах того, что даёт важную информацию», — пояснил учёный. Он также опроверг критику, предполагавшую, что бактерии реагируют на изменение pH среды при поглощении аммиака: эффект наблюдался даже при слишком низких концентрациях аммиака для значительного изменения pH, а среда была буферизована для предотвращения резких сдвигов pH.

Нейланд выразил надежду, что результаты могут помочь в разработке способов предотвращения формирования биоплёнок, которые устойчивы к антибиотикам и повышают опасность болезнетворных бактерий.

Статья будет опубликована в Biotechnology Journal.