Социальная бактерия с разнообразными привычками

Родственные особи почвенной бактерии Myxococcus xanthus живут в кооперативных группах и демонстрируют удивительное генетическое и поведенческое разнообразие. Эти выводы были недавно опубликованы исследователями ETH Zurich в журнале Science.

Близкородственные, но очень разные

Исследователи изучили генетические связи между членами одной группы M. xanthus, образующей плодовое тело в почве. Генетический анализ показал, что хотя кооперативные группы этой бактерии действительно состоят из близкородственных клеток, количество генетических типов и вариантов социального поведения внутри отдельных групп плодовых тел неожиданно велико. Эти коллекции диверсифицированных клеточных линий могут оставаться стабильными на протяжении сотен поколений.

Отбор по социальным генам

Учёные исследовали группы клеток, недавно произошедшие от общего предка. Мутации сформировали различные, но близкородственные клеточные линии внутри этих групп, которые различаются по скорости роения (swarming) или количеству производимых спор в плодовом теле.

Наблюдаемое разнообразие не подрывает кооперативные функции на уровне группы. Исследователи связывают это высокое разнообразие поведенческих паттернов с эволюционным отбором, который фокусируется на небольшом количестве «социальных» генов, контролирующих социальные привычки бактерий. Мутации в этих «горячих точках отбора» приводят к разнообразным поведенческим изменениям, создавая общество клеток с разным уровнем продукции спор и скоростью роения.

Понимание клеточной кооперации

По словам исследователей, естественный отбор может благоприятствовать некоторым комбинациям диверсифицированных клеточных линий: «Группы клеток с большим поведенческим репертуаром могут эффективнее реагировать на изменения окружающей среды. "Культурное разнообразие", по-видимому, довольно часто встречается среди бактериальных социальных групп».

Эти новые данные о генетических и поведенческих свойствах почвенных бактерий могут помочь понять кооперацию и у других типов бактерий, включая важный патоген Pseudomonas aeruginosa.