Как черви C. elegans избегают отравления

Биолог Хавьер Апфельд и его коллеги выяснили, как микроскопические круглые черви Caenorhabditis elegans избегают смертельного воздействия перекиси водорода (H₂O₂) — распространённого токсина в их среде обитания. Результаты опубликованы в PLOS Pathogens.

Угроза и защита

Перекись водорода вырабатывается многими микроорганизмами и может разрушать клеточные стенки. Многие организмы, включая C. elegans, вырабатывают ферменты для защиты от неё. Однако ранее учёные заметили, что черви отключают свою собственную защиту от H₂O₂ во время еды.

"Нахлебничество" на бактериях

Оказалось, что бактерии, которыми питаются черви, также имеют ферменты, разлагающие перекись. Черви, чувствуя запах пищи, полагаются на защиту, предоставляемую этими бактериями, экономя собственную энергию.

Выбор пищи под угрозой

В экспериментах червям предлагали выбор между:

• Бактериями, разлагающими H₂O₂
• Бактериями, не обладающими такой защитой

В присутствии перекиси водорода черви демонстрировали сильное предпочтение защищающим бактериям. Если бактерии не обеспечивали защиты, черви часто покидали их, несмотря на риск голода.

Нейронная основа принятия решений

Совместно с лабораторией физика Вивека Венкатачалама учёные визуализировали активность нейронов червей в ответ на:

• Присутствие H₂O₂
• Присутствие пищи

В условиях, где есть и еда, и токсин, побеждает только один нейронный ответ. Если пища (бактерии) даёт мало защиты, червь с большей вероятностью активирует реакцию избегания угрозы, а не поиска пищи.

Значение исследования

Это исследование — шаг к пониманию того, как нервная система интегрирует противоречивые сигналы (опасность vs. пища) для принятия решений о выживании. Изучение этого у простых организмов, таких как C. elegans, может дать ключи к пониманию аналогичных процессов у более сложных существ, включая человека.