Бактерии могут осязать

Несмотря на то, что у бактерий нет органов восприятия в классическом смысле, они все равно могут осязать окружающую среду.

Группа ученых в University of Basel’s Biozentrum обнаружила, что бактерии не только реагируют на химические сигналы, но и обладают некоторым чувством тактильности. В недавней публикации в Science они продемонстрировали, как бактерии распознают поверхности и реагирует на механическую стимуляцию за секунды. Этот механизм, который патогены используют, чтобы захватывать и атаковать клетки-хозяева.

Будь то слизистая или кишечная подкладка, различные ткани-поверхности нашего тела – ворота для бактерий-патогенов. Первые пару секунд – в момент соприкосновения – часто критичные для успешного заражения. Некоторые патогены используют механическую стимуляцию в качестве триггера, чтобы «включить» свою вирулентность и атаковать ткани хозяина. Исследовательская группа, возглавлена Prof. Urs Jenal, at the Biozentrum of the University of Basel, недавно обнаружила, как бактерия понимает, что они находятся на поверхности – и что конкретно происходит в первые несколько секунд «контакта»

Ученые сфокусировалось только на химических сигналах

За последние десятилетия ученые достигли невероятного прогресса, исследуя, как бактерии воспринимают и обрабатывают химические сигналы. «Однако о том, как бактерии считывают механические стимулы и как они изменяют их поведения в соответствии с этими стимулами, мы знали очень мало, — говорит Дженал. – Используя непатогенные каулобактерии в качестве модели мы смогли увидеть, что бактерии могут ощущать «касание». Этот механизм помогает им распознавать поверхности и активировать выработку (?) клея».

Как бактерии распознают поверхности и прилипают

У плавающей каулобактерии внутри находится вращающийся двигатель в клеточной оболочке с длинным выступом, — жгутиком. Жгутик вращается – и бактерия может передвигаться в жидкостях. К изумлению исследователей, «вращатель» используется и как орган, реагирующий на механические ощущения. Вращения жгутика работает, благодаря потокам протонов в клетку – сквозь ионные. Когда плывущие клетки прикасаются к поверхности, «моторчик» отвлекается, и поток протонов прерывается.

Ученые предполагают, что этот сигнал и искривляет реакцию: клетка бактерии усиливает синтез второго мессенджера, который стимулирует выработку адгезина. Он прочно закрепляет бактерию на поверхности на пару секунду. «Это – впечатляющий пример того, как точно и резко бактерия может изменять свое поведение, прикасаясь к поверхности», — говорит Дженал.

Лучшее понимание инфекционных болезней

«Даже, несмотря на то, что каулобактерии – безвредные бактерии, наши исследования очень важны для понимания природы и работы инфекционных болезней. То, что мы обнаружили свойственно не только каулобактерием, но и другим важным человеческим патогенам», — говорит Дженал. Чтобы лучше контролировать и лечить инфекции, очень важно понимать базовые процессы, возникающие в первые секунды после контакта».