Учёные раскрыли механизм нитратного дыхания у возбудителя холеры

Патоген Vibrio cholerae десятилетиями ставил учёных в тупик своей неспособностью расти в анаэробных условиях, несмотря на наличие метаболического аппарата для дыхания нитратом вместо кислорода. Считалось, что бактерия накапливает токсичный промежуточный продукт — нитрит, который и останавливает её рост.

Исследовательская группа Фелипе Кавы из Umeå University (Швеция) совместно с коллегами из Гарварда (США) изучила поведение бактерии при низком содержании кислорода и различном pH. Результаты, опубликованные в Nature Microbiology, показали, что нитрит не убивает бактерию, а переводит её в состояние покоя с сохранённой жизнеспособностью.

Ключевое открытие: pH-зависимый механизм

• Ранее: В анаэробных культурах с нитратом рост V. cholerae был слабее, чем без него, что подтверждало идею о токсичности нитрита.
• Обнаружено: Несмотря на меньший рост, культуры с нитратом полностью сохраняли жизнеспособность, а без нитрата — в основном погибали.
• Причина: В отсутствие нитрата бактерия переключается на ферментацию, которая сильно закисляет среду (понижает pH), что и приводит к гибели. Накопление же нитрита при дыхании нитратом вызывает остановку роста, которая предотвращает это "ферментативное самоубийство".

При более высоком pH V. cholerae отлично росла анаэробно с нитратом и эффективно конкурировала с комменсальными кишечными бактериями.

Широкое значение механизма

Аналогичный pH-зависимый механизм контроля роста и выживания в бескислородной среде с нитратом обнаружен и у других энтеропатогенов:

• Salmonella typhimurium

• Энтерогеморрагическая Escherichia coli (EHEC)

• Citrobacter rodentium

Это открытие может лечь в основу новых стратегий борьбы с желудочно-кишечными инфекциями. Кроме того, оно важно для понимания экологии нитратредуцирующих бактерий вне контекста инфекции.