Структура кухонной губки — причина её «отвратительной» микробной жизни
Исследователи из Университета Дьюка обнаружили простой, но удивительный факт: кухонная губка — лучший инкубатор для разнообразных бактериальных сообществ, чем лабораторная чашка Петри. Дело не только в остатках пищи, а в самой структуре губки.
В серии экспериментов учёные показали, как различные виды микробов влияют на динамику популяций друг друга в зависимости от структурных факторов среды, таких как сложность и размер. Одни бактерии процветают в разнообразном сообществе, другие предпочитают одиночное существование. Физическая среда, позволяющая сосуществовать обоим типам, приводит к наибольшему биоразнообразию.
Такую оптимальную среду смешанного «проживания» обеспечивает почва — и ваша кухонная губка.
Результаты, опубликованные 9 февраля в журнале Nature Chemical Biology, указывают, что структурную организацию среды следует учитывать в отраслях, использующих бактерии для очистки загрязнений или производства коммерческой продукции.
Эксперимент с E. coli
Исследователи пометили около 80 различных штаммов E. coli, чтобы отслеживать рост их популяций. Затем они смешали бактерии в различных комбинациях на лабораторных планшетах с разными типами ячеек: от шести больших лунок до 1536 крошечных. Большие лунки имитировали среду, где виды могут свободно смешиваться, а маленькие — пространства, где виды могут держаться обособленно.
Результаты были одинаковыми: в маленьких лунках, изначально заселённых несколькими видами, в итоге выживал только один или два штамма. То же самое происходило и в больших лунках, изначально обладавших широким биоразнообразием.
Ключевой вывод: «промежуточное» разделение
«Маленькие отсеки навредили видам, зависящим от взаимодействия с другими, а большие отсеки устранили “одиночек”, страдающих от этих взаимодействий, — пояснил профессор Линчон Ю. — Но промежуточное разделение позволило сохранить максимальное разнообразие в микробном сообществе».
Почему губка — идеальный дом для микробов
Результаты создают основу для тестирования оптимальных структурных сред для работы с бактериальными сообществами. Они также объясняют, почему кухонная губка — столь полезная среда для микробов: она имитирует разные степени разделения, как в здоровой почве, сочетая различные уровни изоляции с разными размерами общих пространств.
Эксперимент с полоской обычной бытовой губки подтвердил, что она является даже лучшим инкубатором микробного разнообразия, чем любое лабораторное оборудование, которое тестировали учёные.
«Губка — очень простой способ реализовать многоуровневое разделение для улучшения всего микробного сообщества, — заключил Ю. — Возможно, поэтому она такая грязная — структура губки просто создаёт идеальный дом для микробов».