Оксид азота предупреждает круглых червей об опасных бактериях

Новое исследование, опубликованное в eLife, показывает, что газ оксид азота, производимый одним из видов вредных бактерий, служит сигналом для круглых червей, чтобы держаться от него подальше.

Результаты выявили набор белков, необходимых круглому червю Caenorhabditis elegans (C. elegans) для избегания патогенной бактерии Pseudomonas aeruginosa (PA14) — микроорганизма, который производит и выделяет оксид азота. В частности, исследование демонстрирует, что белок тиоредоксин определяет временную динамику сенсорного ответа червей на этот газ.

C. elegans взаимодействует с различными микробами в своей естественной среде, включая PA14, которая заражает червя. Команда исследовала взаимодействия между организмами, чтобы проверить, действует ли газ, выделяемый бактерией, как сенсорный сигнал для его избегания. Первоначальные результаты показали, что C. elegans уходит с газона PA14 после нескольких часов питания на нём. Это избегание значительно снижено для мутантного штамма PA14, который не производит оксид азота.

Команда объединила поведенческий анализ с подходом кальциевой визуализации у разных генетических мутантов C. elegans. Они увидели, что черви реагируют на газ с помощью пары хемосенсорных нейронов (ASJ). Дальнейшие исследования показали, что тиоредоксин — белок, участвующий в снижении внутреннего окислительного и нитрозативного стресса — регулирует временную динамику реакции червя на газ.

Исследователи показали, как черви используют бактериально продуцируемый оксид азота в качестве сенсорного сигнала для избегания заражения бактериальными патогенами. Интересно, что черви перепрофилировали белок, изначально используемый для регуляции внутренней активности оксида азота, для обнаружения патогенов в окружающей среде.

Поскольку тиоредоксины производятся многими животными, эти результаты дают проверяемые гипотезы для изучения того, как другие организмы могут обнаруживать и избегать оксид азота. Следующим шагом будет идентификация сенсора, который позволяет C. elegans обнаруживать этот газ в окружающей среде.