Бактерии сотрудничают для ремонта повреждённых сородичей
Почвенные бактерии миксобактерии используют своё социальное поведение — обмен внешними мембранами (outer membrane exchange, OME) — для восстановления повреждённых клеток и повышения жизнеспособности всей популяции.
Исследователи под руководством Дэниела Уолла из Университета Вайоминга показали, что повреждения внешней мембраны (OM) в популяции миксобактерий могут быть восстановлены здоровой популяцией посредством OME. Это социальное поведение приносит пользу всей группе родственных клеток.
По словам учёных, это первое свидетельство того, что бактерии могут использовать обмен клеточным содержимым для восстановления повреждённых сородичей.
«Это аналогично тому, как заживает рана на вашем теле. Когда ваше тело ранено, ваши клетки могут координировать свои функции для заживления повреждённой ткани», — говорит Дэниел Уолл.
Исследование опубликовано 18 мая в онлайн-выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) под названием "Cell Rejuvenation and Social Behaviors Promoted by LPS Exchange in Myxobacteria".
Как это работает
- Во время истощения питательных веществ миксобактерии кооперируются для построения макроскопической структуры — плодового тела, напоминающего дерево или гриб.
- Это многоклеточное образование производит покоящиеся споры, устойчивые к стрессам.
- В естественной среде клетки миксобактерий сталкиваются с факторами, нарушающими целостность клетки. В отличие от других бактерий, они объединяются в социальную группу, чтобы помочь повреждённым сородичам.
«Миксобактерии необычны тем, что у них есть настоящая многоклеточная жизнь. OME, как мы думаем, позволяет клеткам миксобактерий перейти от гетерогенной одноклеточной жизни к более гармоничной многоклеточной», — объясняет Уолл.
Практическое значение
Исследование помогает понять, как одиночные клетки эволюционируют в сторону многоклеточности и кооперации. Также оно может иметь будущие практические применения.
«Наиболее прямое применение может быть связано с антибиотикорезистентностью. В рамках работы был проведён эксперимент, где один штамм миксобактерий передавал устойчивость к антибиотикам другому штамму посредством передачи своего OM-«доспеха»», — говорит Уолл.
Бактерии защищаются от стрессов с помощью внешней мембраны (OM) и могут менять её химический состав в ответ на угрозы, что также меняет их профиль устойчивости к антибиотикам.