Ученые обнаружили способность бактерий двигаться без жгутиков и раскрыли молекулярный механизм, управляющий скольжением. Открытие поможет найти новые способы предотвращения инфекций и формирования биопленок — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор Hi-Tech Mail
Долгое время считалось, что для движения бактериям безусловно необходимы жгутики — тонкие нити, с помощью которых микроорганизмы поворачивают и продвигаются вперед. Но команда под руководством Навиша Вадхвы обнаружила, что кишечная палочка и сальмонелла способны перемещаться и без них.
Оказалось, что секрет — в ферментации. Когда бактерии перерабатывают сахара, они выделяют кислые побочные продукты, которые притягивают воду. На влажной поверхности возникает тонкий восходящий поток жидкости, и колония буквально «плывет» по нему. По словам исследователей, это движение напоминает листья, уносимые ручейком.
Эта форма передвижения получила название «плавание». Она объясняет, почему бактерии с легкостью распространяются на медицинских катетерах, раневых повязках и поверхностях пищевого производства. Если жгутики блокированы антибиотиками, бактерии все равно могут перемещаться и формировать устойчивые колонии.
Ученые выяснили и еще одну важную деталь: если в среду добавить поверхностно-активные вещества, потоки жидкости нарушаются, и движение прекращается. При этом обычное жгутиковое «роение» продолжается. Значит, два разных механизма можно подавлять избирательно.
Молекулярная «коробка передач»
Во втором исследовании группа Абхишека Шриваставы изучила флавобактерии — микроорганизмы, двигающиеся совсем иначе. Они используют систему секреции T9SS — нечто вроде конвейера из белков, который работает как миниатюрный снегоход.
Через клеточную оболочку протягивается адгезивная белковая лента. Она перемещается, цепляется за поверхность и тянет бактерию вперед. Белок GldJ в этой системе оказался своеобразным «переключателем передач». Малейшее изменение в его структуре меняет направление вращения молекулярного мотора и, соответственно, направление движения бактерии.
Этот механизм не только обеспечивает подвижность микроорганизмов. Он влияет и на способность флавобактерий формировать биопленки и взаимодействовать с организмом-хозяином. В одних сообществах такие бактерии усиливают воспаление, в других — помогают иммунитету.
Значение для медицины и гигиены
Главный вывод исследователей заключается в том, что блокирование жгутиков — недостаточная стратегия для борьбы с инфекциями. Бактерии имеют множество способов передвижения и могут обходить привычные методы воздействия.
Теперь внимание ученых должно сместиться на:
- Изменение локального уровня pH;
- Регулирование доступности сахаров;
- Вмешательство в белковые механизмы, такие как T9SS.
Контроль не только над бактерией, но и над средой, в которой она живет, может стать более эффективным методом предотвращения образования биопленок и заражения тканей.
Открытие необычных форм движения не только углубляет понимание микробной жизни, но и открывает путь к созданию новых материалов, стерильной медицинской техники и даже медицинских наномашин, вдохновленных природой.
Недавно мы рассказали об оригинальном способе профилактики кишечных инфекций и поддержании свежести любимых блюд. Специальные вирусы убьют бактерии в подпорченных продуктах питания
