Бактерии атакуют друг друга с высокой точностью

Бактерии-патогены, такие как Vibrio cholerae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter и Escherichia coli, не только заражают человека, но и вступают в схватки между собой. Новое исследование раскрывает механизмы этих точных микробных войн.

Нанооружие и принцип "око за око"

Ученые из Гарвардской медицинской школы (HMS) исследовали систему секреции 6-го типа (T6SS) — динамичную наномашину, способную вводить токсичный белок в клетку-мишень, прокалывая её. Ранее было обнаружено, что бактерии одного вида могут атаковать друг друга с помощью T6SS ("дуэли T6SS"), а белки иммунитета защищают сестринские клетки.

Избирательный ответ на угрозу

В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell, ученые во главе с Джоном Мекаланосом и Марком Баслером изучили взаимодействие между разными видами бактерий.

В экспериментах P. aeruginosa (опасный для пациентов с муковисцидозом) противостояла V. cholerae (возбудитель холеры). Результаты были последовательными:

• Когда P. aeruginosa обнаруживала V. cholerae с активной T6SS, она быстро и точно в точке атаки отвечала своим залпом T6SS.
• Если T6SS у V. cholerae была инактивирована, P. aeruginosa не атаковала.
• В трехстороннем эксперименте с агрессивными (T6SS+) и мирными (T6SS-) клетками V. cholerae, P. aeruginosa целенаправленно атаковала только T6SS-положительные клетки, игнорируя остальные.
• Аналогичный избирательный ответ наблюдался при столкновении с Acinetobacter baylyi и E. coli: атаковались только клетки, несущие активную T6SS.

"Это действительно доказывает, что система невероятно хорошо обнаруживает атакующую клетку и убивает только её, не нанося сопутствующего ущерба", — сказал Джон Мекаланос.

Экологический смысл точности

Такая эффективность энергетически выгодна. "Клетке лучше иметь очень хорошую цель, чем стрелять наугад — это пустая трата энергии", — отметил Марк Баслер.

Это поведение может отражать экологические решения бактерий в больших и разнообразных сообществах (биопленках), где существует как кооперация, так и конкуренция.

"Когда мы начали эту работу, мы были действительно удивлены, обнаружив, что бактерии могут реагировать друг на друга таким интимным и динамичным способом", — добавил Мекаланос.