Инженерный симбиоз E. coli и клопов проливает свет на развитие взаимовыгодных отношений

Исследователи из нескольких институтов Японии изучили процесс формирования естественного симбиоза, создав искусственные взаимовыгодные отношения между бактерией E. coli и клопами.

В работе, опубликованной в журнале Nature Microbiology, группа описала, как они создали симбиоз между бактерией и насекомым и что это показало об эволюции подобных отношений.

Предыдущие исследования показывают множество примеров симбиоза в природе (например, бактерии в кишечнике человека), но мало известно о том, как такие отношения возникают. В новой работе ученые попытались узнать больше об этом процессе.

Ход эксперимента

• Исследователи удалили из крипт кишечника нескольких клопов необходимые для их выживания бактерии Pantoea sp. и заменили их на E. coli.
• Предсказуемо выжило лишь 5–10% клопов. Выжившие особи были нездоровы: позеленели, стали коричневыми и уменьшились в размерах.
• Ученые отбирали E. coli от самых здоровых клопов и помещали их в следующее поколение насекомых. Процесс повторяли на протяжении многих поколений, пока клопы снова не стали выглядеть здоровыми.

Результаты и выводы

Достигнув здоровья контрольной группы, исследователи провели генетический анализ E. coli из этих клопов. Они обнаружили, что ключевую роль сыграла мутация всего в одном гене, участвующем в нарушении пути катаболитной репрессии углерода (carbon catabolite repression pathway).

Хотя точный механизм влияния этой мутации не установлен, ученые предполагают, что она могла помочь клопу избавляться от нездоровых источников углерода. Работа приоткрывает дверь к пониманию того, как эволюционируют симбиотические отношения.