Механизм образования бактериальной биоплёнки сравнили с процессом развития живых организмов

Бактериальные колонии могут организовываться в сложную кольцеобразную структуру, имеющую сходство с развивающимся эмбрионом.
Kwang-Tao Chou/UC San Diego
Бактерия Bacillus subtilis (Kwang-Tao Chou)

Бактериальные клетки объединяются в группы, образуя плотно упакованные колонии, называемые биопленками. Их можно найти практически везде: на корпусах лодок, на сельскохозяйственных культурах, в горячих источниках и даже в виде налёта на зубах.

«Биоплёнки гораздо сложнее, чем мы думали, — говорит молекулярный биолог и автор исследования Гюроль Сюэль из Калифорнийского университета в Сан-Диего. — Они способны привлекать другие виды бактерий для увеличения своих сообществ, используя электрические сигналы».

В рамках лабораторного исследования учёные вырастили Bacillus subtilis — палочковидную бактерию, образующую морщинистые биоплёнки. Когда микроорганизмам не хватало азота, растущие биоплёнки организовывались в чёткие круглые полосы, напоминающие кольца деревьев и вид сегментации, наблюдаемый у развивающихся эмбрионов.

Исследователи полагают, что этот кольцеобразный рисунок создаётся генетической схемой, реагирующей на экстремальный стресс, такой как, например, дефицит жизненно важных питательных веществ. По мере того как биоплёнки разрастаются и поглощают питательные вещества, «волна» истощения перемещается по бактериальным клеткам, «замораживая» каждую из них.

Эта реакция на стресс, возникающая снова и снова, создаёт повторяющиеся сегменты различных типов клеток в круговой биопленке и согласуется с механизмом «часов и сигналов», который до этого наблюдался только у высокоразвитых организмов.

Новости партнёров