Бактерии убеждают своего хозяина-кальмара создать менее враждебную среду

Бактерии, живущие в симбиозе с гавайским кальмаром-бобтейлом, могут направлять хозяина на изменение его обычной программы экспрессии генов, чтобы создать более гостеприимный дом. К такому выводу пришло новое исследование, опубликованное в PLoS Biology учёными из Школы наук об океане и Земле (SOEST) Гавайского университета в Маноа.

Почти каждый организм и среда содержат набор симбиотических микробов — микробиом, который является неотъемлемым компонентом экологического и человеческого здоровья. У бактерий малые РНК (sRNA) — ключевой элемент, влияющий на экспрессию генов. Однако до сих пор было мало доказательств, что полезные бактерии используют эти молекулы для общения с животными-хозяевами.

В новом исследовании ведущий автор Сильвия Мориано-Гутьеррес и её коллеги обнаружили, что специфическая бактериальная sRNA, обычно отвечающая за контроль качества производства белка у бактерии, играет важную роль в симбиозе между Vibrio fischeri и кальмаром.

Гавайский кальмар-бобтейл привлекает V. fischeri для заселения своего светящегося органа, так как эти бактерии люминесцентны и маскируют кальмара во время ночной охоты.

С помощью РНК-секвенирования учёные обнаружили в крови кальмара последовательности sRNA, произведённые бактериями, населяющими светящийся орган. В клетках хозяина, выстилающих крипты, где живут бактерии, была найдена высокая концентрация конкретной sRNA.

«Присутствие этой конкретной sRNA приводит к «успокоению» иммунной реакции кальмара, что увеличивает возможность для бактерий устойчиво колонизировать ткани хозяина и оказывать свои полезные эффекты», — сказала доктор Мориано-Гутьеррес. — «Эта работа раскрывает потенциал sRNA бактериального симбионта не только контролировать собственную активность, но и запускать критические реакции, способствующие мирному партнёрству с хозяином».

Исследователи определили, что бактерии загружают sRNA в свои внеклеточные мембранные везикулы, которые транспортируются в клетки, окружающие популяцию симбионтов в светящемся органе. Это снижает антимикробную активность кальмара именно в нужном месте.

«Было неожиданно обнаружить, что обычная бактериальная sRNA, эволюционировавшая для «домашней» функции у бактерии, была специально рекрутирована для коммуникации бактерия-хозяин во время установления симбиоза», — отметила доктор Мориано-Гутьеррес.

«Мы предполагаем, что распознавание хозяином специфических sRNA симбионта и реакция на них станут новым важным способом коммуникации между бактериями и тканями животных, которые они населяют», — сказала она. — «Другие РНК симбионтов, попадающие в клетки хозяина, ещё предстоит изучить».