Хищные бактерии, создающие «иллюминаторы» и «фрески» внутри вредных бактерий
Учёные из Ноттингемского университета и Университета Индианы раскрыли микробиологическую загадку о том, как одна бактерия может проникнуть в другую и расти внутри, не разрушая её мгновенно.
Исследователи изучали инвазивную хищную бактерию Bdellovibrio bacteriovorus как потенциальное терапевтическое средство для уничтожения устойчивых к антибиотикам патогенов. Для визуализации процесса они использовали флуоресцентные D-аминокислоты (FDAAs) — окрашенные аналоги природных компонентов бактериальной клеточной стенки — в сочетании со сверхвысоким разрешением микроскопии.
Ключевые открытия:
- Создание «иллюминатора»: Вторгающаяся бактерия Bdellovibrio формирует в стенке бактерии-хозяина крошечное усиленное молекулярное отверстие («иллюминатор»), просачивается через него и затем заделывает его изнутри. Этот процесс похож на вырезание и заваривание иллюминатора на корабле, но в молекулярном масштабе.
- Усиление стенки («фреска»): После проникновения хищник «оштукатуривает» внутреннюю поверхность клеточной стенки хозяина, используя D-аминокислоты. Это создаёт более прочную оболочку, предотвращая коллапс клетки-жертвы до того, как хищник потребит её питательные вещества.
Как это работает:
- FDAAs, добавленные на разных этапах вторжения, позволили увидеть, что хищная бактерия создаёт пору, окружённую кольцом из D-аминокислот.
- Bdellovibrio проникает через пору и заполняет её материалом, содержащим D-аминокислоты, чтобы клетка-жертва не лопнула, а её внутреннее содержимое было полностью потреблено хищником без утечки наружу.
- Затем хищник «расписывает» стенку клетки-хозяина окрашенными FDAAs, подобно фреске в молекулярном масштабе, для её укрепления.
- Учёные идентифицировали группу малоизученных ферментов, которые служат «инструментами» для нанесения этих «фресок».
Значение: Понимание механизмов, используемых хищными бактериями, может помочь в разработке новых способов уничтожения патогенов. Теперь, когда процесс вторжения определён, можно собрать все «инструменты», необходимые для проникновения и потребления патогенных бактерий без их разрыва и выброса опасного содержимого.