Бактерии могут быть разборчивыми в отношении некоторых сахаров

Исследователи из Университета Северной Каролины и Университета Миннесоты впервые обнаружили, что генетически идентичные штаммы бактерий могут по-разному реагировать на присутствие сахаров и других органических молекул в среде: одни особи поглощают сахара, а другие игнорируют их.

"Это подчеркивает сложность поведения бактерий и их реакции на условия окружающей среды, а также то, как много нам еще предстоит узнать", — говорит доктор Чейз Байзел, старший автор статьи.

Исследователи выращивали непатогенный штамм E. coli в жидкой среде, богатой разными типами сахаров. Бактерии производят различные белковые насосы и ферменты для поглощения и расщепления конкретных сахаров, но только когда соответствующий сахар присутствует.

Чтобы увидеть реакцию отдельных бактерий, команда генетически модифицировала их так, чтобы они производили флуоресцентные белки при синтезе этих насосов или ферментов. Это позволило визуально отследить реакцию.

Были протестированы реакции на восемь разных сахаров. На четыре из них все бактерии реагировали одинаково, увеличивая потребление при росте концентрации сахара.

Однако на другие четыре молекулы реакция была разнообразной, демонстрируя широкий спектр поведения.

"Такое расхождение в поведении в отношении сахаров мы наблюдаем впервые, но оно согласуется со стратегией "хеджирования ставок", ранее описанной для бактерий в других контекстах", — отмечает Байзел. Хеджирование означает, что хотя бы часть бактерий выживет при изменении условий.

Математическое моделирование показало, что разнообразие поведения можно связать с производством насосов и ферментов в присутствии сахара.

Это исследование ставит вопрос: демонстрируют ли такое поведение бактерии, используемые для преобразования сахаров в биотопливо? Если да, то часть бактерий не участвует в процессе, что снижает эффективность системы.

Остается много других вопросов: почему это происходит с одними сахарами, но не с другими? В каких условиях такое хеджирование действительно помогает бактериям? Что происходит при наличии нескольких сахаров? Как это поведение влияет на внедрение пробиотиков или патогенов в кишечник человека?