Роль локальной среды микроба может быть вопросом жизни и смерти

Микробные сообщества, состоящие из множества видов, влияющих друг на друга, формируют нашу жизнь. Исследователи из Caltech обнаружили, что локальная концентрация кислорода кардинально влияет на то, выживут ли микробные соседи в присутствии общего побочного продукта — оксида азота (NO).

Кислород как ключевой регулятор

Исследование, опубликованное в Current Biology, показало, как кислород влияет на взаимодействие генетически модифицированных штаммов Pseudomonas aeruginosa:

• В отсутствие кислорода штамм, выполняющий вторую половину процесса денитрификации, успешно утилизировал NO, произведённый "первым" штаммом, и использовал его для роста.
• При высоких концентрациях кислорода NO становился токсичным и убивал штаммы, неспособные его восстановить.

"Кислород драматически настраивает эти микробные взаимодействия: из-за него они могут либо жить, либо умирать", — говорит профессор Дианна Ньюман.

Значение для глобальных моделей

NO является примером редокс-активного метаболита (RAM) — "валюты" для переноса электронов между микробами. Поскольку влияние RAMs, как показало исследование, сильно зависит от локального микроокружения, это ставит под вопрос точность крупномасштабных моделей (например, глобального азотного цикла).

"Если мы поймём, как кислород меняется в микромасштабной среде, мы сможем лучше предсказывать, как микробные сообщества выживают в лёгких или в сельскохозяйственных системах", — объясняет ведущий автор Стивен Уилберт.

Вывод: Чтобы точно моделировать биогеохимические процессы, необходимо учитывать, как химическая микросреда влияет на поведение микробов.