У синегнойной палочки обнаружили взрывающиеся клетки-камикадзе
Клетки синегнойной палочки могут взрываться, защищая биоплёнку — единое сообщество микроорганизмов.
Учёные обнаружили у отдельных клеток синегнойной палочки способность взрываться. Такое "самоубийство" способствует выживанию оставшихся членов бактериального сообщества (биоплёнки) и усиливает патогенность этих опасных бактерий. О находке рассказывает статья, опубликованная журналом Nature Communications.
Синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa — опасная причина абсцессов и внутрибольничных инфекций. Эти обычно не слишком патогенные почвенные бактерии легко поражают людей с ослабленным иммунитетом и отличаются широкой резистентностью к антибиотикам, что серьёзно затрудняет их лечение. Дополнительные сложности создаёт способность синегнойной палочки к формированию устойчивых биоплёнок — прочных соединений бактериальных клеток друг с другом и с субстратом. Как показала новая работа учёных из Японии, Австралии и Швейцарии, работавших под руководством Синтии Уитчёрч (Cynthia Whitchurch), даже гибель отдельной бактерии в такой биоплёнке ведёт лишь к её укреплению.
Биоплёнка — множество (конгломерат) микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу. Обычно клетки погружены в выделяемое ими внеклеточное полимерное вещество (внеклеточный матрикс) — слизь — сложное образование, содержащее полисахариды, ДНК, белковые ферменты и гликопротеины. Метаболические процессы, связанные с её образованием и поддержанием, плохо изучены. Однако наличие в ней ДНК позволило Синтии Уитчёрч и её соавторам предположить, что эти молекулы попадают в слизь после гибели отдельных бактериальных клеток. Чтобы показать это, учёные наблюдали за поведением синегнойных палочек в биоплёнке, добавив в неё краситель, флуоресцирующий в присутствии ДНК. Но свечение красителя продемонстрировало совершенно другую картину.
По мнению учёных, взрыв бактерии быстро наполняет слизь биоплёнки молекулами ДНК, гликопротеинов и фрагментами клеточных мембран, дополнительно усиливая её.
В поисках механизма, запускающего взрыв "клетки-камикадзе", авторы натолкнулись на ген профага, "спящего" в бактериальной хромосоме вируса, кодирующий белок эндолизина. Вирусы используют его для разрушения клеточных оболочек и проникновения внутрь бактерий – однако у P. aeruginosa ему нашлось новое применение. Удалось показать, что клетки, дефектные по этому гену, обладают ослабленной способностью к образованию биоплёнок. Учёные считают, что обнаруженный механизм позволит создать новые методы борьбы с инфекциями, которые вызывает синегнойная палочка и, возможно, некоторые другие патогенные бактерии, которые полагаются на формирование устойчивой биоплёнки.
