Водные бактерии с «зелёным пальцем»: как планктомицеты управляют подводными «садами»
Микробиологи из Йенского университета под руководством профессора Кристиана Йоглера обнаружили, что недавно открытый вид бактерий Stieleria maiorica производит новые химические соединения — стилериацины. С их помощью микроорганизмы могут контролировать состав подводных биоплёнок, как садовники регулируют рост растений.
Новые природные вещества от планктомицетов
Stieleria maiorica относится к планктомицетам и была выделена из проб Средиземного моря у побережья Майорки. Она производит ранее неизвестную группу соединений, названных стилериацинами. Эти небольшие молекулы структурно похожи на известные сигнальные вещества, которые микроорганизмы используют для коммуникации.
Сигнал к производству антибиотика
Исследователи изучили реакцию других бактерий, в частности видов Roseobacter, на стилериацины. Оказалось, что эти сигнальные молекулы по-разному влияют на конкурентов планктомицетов:
- Стимулируют рост одних видов Roseobacter.
- Подавляют рост других.
Важнее всего, что виды Roseobacter, рост которых усиливается под действием стилериацинов, начинают производить и выделять в среду антибиотик. Те же, чей рост подавляется, антибиотик не производят.
Стратегия «садоводства» в микромире
Это даёт планктомицетам ключевое преимущество:
- Они сами устойчивы к этому антибиотику.
- Антибиотик подавляет другие виды бактерий, конкурирующие с планктомицетами в биоплёнке за место и питательные вещества.
Таким образом, медленно растущие планктомицеты используют Roseobacter для «тяжёлой работы» по изменению состава биоплёнки в свою пользу, подобно садовникам, регулирующим рост растений.
Перспективы для медицины
Открытие имеет значение не только для фундаментальной науки. Сигнальные вещества, способные модулировать состав биоплёнок, могут найти применение в исследованиях инфекций. Например, их можно использовать для предотвращения заселения патогенных микроорганизмов на поверхности катетеров или имплантатов.
Исследование подтверждает, что в поиске новых антибиотиков и биологически активных веществ стоит обращать внимание на подводные экосистемы и биоплёнки на водных растениях и водорослях.