• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
599
Химический «предсмертный крик» погибающих бактерий помогает остальным спастись от антибиотика
Биология
Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) проявляет все большую устойчивость к антибиотикам. Credit: www.scientificanimations.com

Химический «предсмертный крик» погибающих бактерий помогает остальным спастись от антибиотика

Наша борьба с болезнетворными бактериями не закончилась с открытием антибиотиков: рост числа штаммов с лекарственной устойчивостью приобретает угрожающие масштабы. Недавно при исследовании жизнедеятельности бактериальных сообществ был обнаружен новый механизм, с помощью которого погибающие бактерии предупреждают сородичей и повышают их шансы на выживание

Бактерии – это одноклеточные организмы, однако они способны образовывать сложные сообщества, которые существуют по законам, присущим скорее многоклеточным. Примером таких сообществ служат биопленки – прикрепленные к поверхности прочные структуры из погруженных в общий полимерный матрикс колоний бактерий, взаимодействующих между собой. Существуют и подвижные бактериальные сообщества, представляющие собой своего рода «суперорганизм», способный перемещаться с помощью жгутиков.

Известно, что даже мертвые бактерии в таких сообществах могут приносить пользу живым, являясь «поставщиками» питательных веществ и генетического материала. Кроме того, подобные бактериальные коллективы оказываются более устойчивыми к действию антибиотиков, чем свободноживущие бактериальные клетки.

Тест на устойчивость бактерий к антибиотикам, которые нанесены на белые бумажные диски. Бактерии в правой чашке Петри устойчивы к большинству антибиотиков. Credit: Dr Graham Beards

Ученые из Техасского университета в Остине заметили, что при перемещении такого сообщества в область, обработанную антибиотиками, быстро погибает около четверти всех бактерий. Появилось предположение, что слой этих мертвых клеток служит физическим барьером против угрозы, однако ему не соответствовало взаимное расположение живых и мертвых бактерий. Одновременно выяснилось, что оставшиеся в живых бактерии начинают «убегать» от источника антибиотика. Так появилась гипотеза, что умирающие бактерии подают своим «соплеменникам» сигнал, чтобы те избегали опасного места.

В своих недавних исследованиях ученые установили, что погибшие от антибиотика клетки действительно выбрасывают белок AcrA, входящий в клеточную систему активного вывода антимикробных соединений. Но вот зачем они это делают?

Известно, что, защищаясь от антибиотиков, бактерии способны менять активность своих генов и, соответственно, работу систем жизнедеятельности. В частности, кишечная палочка при этом уменьшает проницаемость клеточной мембраны, усиливает системы детоксикации и продукции активных форм кислорода. Что касается белка AcrA, то при попадании на поверхность бактериальных клеток он взаимодействует с компонентами белковых «насосов», выкачивающих опасные химические вещества, стимулируя их работу и синтез дополнительных копий этих устройств. Это дает оставшимся в живых бактериям возможность вовремя избавиться от антибиотика, а всему сообществу – время, чтобы приобрести мутации, обеспечивающие генетическую устойчивость к этому агенту.

Является ли AcrA сигналом, стимулирующим бактериальные миграции, исследователи пока не выяснили. Однако им удалось открыть один из механизмов формирования повышенной лекарственной устойчивости бактериальных коллективов. Такое сообщество, пожертвовав своими наиболее уязвимыми членами, которые в этом случае играют роль «пушечного мяса», в целом увеличивает свои шансы на выживание. Понимание работы этого механизма открывает возможность нового подхода к проблеме антибиотикоустойчивости бактерий.

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!