Бактерии могут выживать в условиях голодания в "режиме зомби"

Бактерии, подвергающиеся воздействию враждебной среды (например, антибиотиков или крайне низкого уровня питательных веществ), иногда могут выживать, "впадая в спячку". Биологи из Амстердамского университета (UvA) обнаружили неизвестную альтернативную стратегию выживания: своего рода "режим зомби", при котором бактерии не спят, а лишь чрезвычайно замедляют свою активность. Их открытие опубликовано в журнале Nature Communications.

Голодание бактерий

Международная команда биологов под руководством профессора Лендерта Хамоэна из Института наук о жизни Сваммердама UvA обнаружила альтернативную стратегию выживания для бактерий в экстремальных условиях. Они работали с Bacillus subtilis — непатогенной почвенной бактерией, часто используемой в качестве модельного организма. Биологи выбрали вариант бактерии, мутировавший и потерявший способность образовывать эндоспоры. Затем бактерии просто лишили питательных веществ.

Оказалось, что часть бактерий выживала в таких условиях длительное время, несмотря на невозможность перейти в обычное состояние покоя. Оставаться активными из-за нехватки питательных веществ также было невозможно. Как же они выжили?

"Режим зомби" или олиготрофный рост

Бактерии переходили в третье, ранее неизвестное состояние. Его можно назвать "режимом зомби". Такие бактерии не активны, но и не спят; все процессы замедляются до крайне низкого уровня.

"Мы увидели чёткие различия между активным состоянием, состоянием покоя и этим новым состоянием", — говорит Хамоэн. "Обычно Bacillus имеет палочковидную форму, но голодающие бактерии сжимались, становясь почти сферическими. Многие процессы, обычно активные в бактерии, изменялись, но не останавливались полностью, как при переходе в спору. Бактерии даже продолжали делиться, но не раз в сорок минут, а раз в четыре дня — более чем в сто раз медленнее обычного".

Исследователи назвали эту ранее неизвестную стратегию выживания олиготрофным ростом ("nutrient-poor growth").

Новый взгляд на антибиотики

"Большой вопрос теперь: способны ли на этот трюк другие бактерии, помимо Bacillus? Если да, это фундаментально меняет наш взгляд на бактерии", — отмечает Хамоэн.

Образование эндоспор требует много энергии, и бактерии не всегда могут "проснуться" из этого состояния. Переключиться в состояние олиготрофного роста и выйти из него для них гораздо проще. При улучшении условий они легко образуют новые колонии, что делает это состояние для них более выгодным.

Если окажется, что больше бактерий способны переключаться в это состояние, это прольёт новый свет на то, в частности, как бактерии могут ускользать от действия антибиотиков.