Помощник в борьбе с бактериями — их эволюция

Помощник в борьбе с бактериями — их эволюция

Гипер-роящиеся вирусы не так страшны, как кажется. В лабораторных экспериментах болезнетворные бактерии неоднократно вырабатывали способность распространяться гораздо быстрее, чем их дикие сородичи, но этот результат на самом деле может помочь разработать новую стратегию борьбы с инфекциями.

Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка) является типичной болезнетворной бактерией, которая обычно поражает людей с ослабленным иммунитетом, например, людей с кистозным фиброзом или тех, кто лечится от рака. При наличии возможности, бактерия распространится на любых поверхностях, таких как ткани человека. Она формирует биопленку, которая может оказывать сопротивление лечению антибиотиками.

Staph

Для исследования ученые помещали колонии бактерий в центре питательных пластин для того чтобы они образовывали биопленку. После 24 часов, всех бактерий соскребали, а небольшой образец помещался на новую пластинку. Бактерии размножались снова в течение 24 часов, затем снова образец помещали на третью питательную пластину. Команда продолжала этот процесс каждый день, перемещая образцы бактерий на новые пластины в течение девяти дней. По истечении этого времени, у около 20 колоний изменился способ распространения. Вместо обычного размножения, когда они образовывают разветвления как узор снежинки, оставляя части пластины неинфицированными, они стали равномерно и быстро заражать всю площадь. Такое поведение команда ученых называет «гипер-роением» (hyperswarming). Исследователи были очень удивлены тем, что они увидели. Они говорят, что это неожиданная эволюция данных бактерий.

Необычные жгутики

Дальнейшее исследование объяснило, почему их поведение эволюционировало. Одна единственная мутация позволила бактериям развить несколько жгутиков, которые помогли им передвигаться очень быстро. Обычно бактерии движутся намного медленнее, потому что у них есть всего один жгутик.

glass sculpture (1)

Но, несмотря на то, что у бактерий появились несколько жгутиков, что позволило им эффективно покрывать всю поверхность, эта адаптация лишила их способности держаться вместе плотно и образовывать биопленку. Исследователи удивились тому, что «hyperswarming» бактерии хуже формировали биопленку, чем дикий тип. Данные эксперимента указывают на то, что бактерии могут присоединяться, но потом у них гораздо выше вероятность отсоединения, прежде чем они начнут расти и воспроизводится на поверхности. Наиболее вероятной причиной их раннего отрыва является то, что они просто больше двигаются.

Предотвращение формирования биопленок у бактерий может способствовать более легкому лечению инфекций, говорят ученые. Результаты показывают, что способ, который позволяет бактериям сильно распространяться может уменьшить их вред. Эксперимент будет также служить моделью для будущих исследований. Ученые говорят, что очень редко можно найти такой пример экспериментальной эволюции. Бактерии так же становятся известными благодаря другим формам кооперативного поведения, а некоторые из них могут даже общаться между собой.

Автор

Запись опубликована 16 Август 2013 в разделе Здоровье