|
Как хищные бактерии распознают добычу
|
|
|
|
Согласно новому исследованию, давняя загадка того, как естественные противомикробные хищные бактерии способны распознавать и убивать другие бактерии, возможно, решена. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, исследователи из Университетов Бирмингема и Ноттингемского университета обнаружили, как естественные противомикробные хищные бактерии, называемые бактериоядными Bdellovibrio, производят на своей поверхности волокноподобные белки, чтобы поймать добычу. Это открытие может позволить ученым использовать этих хищников для выявления и уничтожения проблемных бактерий, которые вызывают проблемы в здравоохранении, порчу продуктов питания и окружающую среду. Профессор структурной биологии Бирмингемского университета Эндрю Ловеринг сказал: «С 1960-х годов известно, что бактериоядные Bdellovibrio охотятся и убивают другие бактерии, проникая в клетки-мишени и поедая их изнутри, прежде чем вырваться наружу. Вопрос, который поставил в тупик Ученые задавались вопросом: «Как эти клетки образуют прочное прикрепление, если мы знаем, насколько разнообразны их бактериальные мишени?»
|
|
|
|
Профессор Ловеринг и профессор Лиз Сокетт из Школы естественных наук Ноттингемского университета сотрудничают в этой области уже почти 15 лет. Прорыв произошел, когда Сэм Гринвуд, студент бакалавриата, и Асмаа Аль-Баяти, доктор философии. Студент лаборатории Сокетта обнаружил, что хищники Bdellovibrio откладывают прочный пузырек («отщипнутую» часть оболочки клетки хищника) при вторжении в свою жертву. Профессор Лиз Сокетт объяснила: «Везикула создает своего рода воздушный шлюз или замочную скважину, позволяющую Bdellovibrio проникнуть в клетку-жертву. Затем мы смогли изолировать этот везикулу от мертвой добычи, что является первым в этой области. Пузырек был проанализирован, чтобы выявить инструменты, использованные во время предыдущего контакта хищника с жертвой. Мы думали об этом как о том, как слесарь оставляет отмычку или ключ в качестве доказательства в замочной скважине.
|
|
|
«Изучая содержимое везикул, мы обнаружили, что, поскольку Bdellovibrio не знает, с какими бактериями он встретится, он размещает на своей поверхности ряд похожих молекул, распознающих добычу, создавая множество разных «ключей», чтобы «открыть» множество разных виды добычи». Затем исследователи провели индивидуальный анализ молекул, продемонстрировав, что они образуют длинные волокна, примерно в 10 раз длиннее, чем обычные глобулярные белки. Это позволяет им действовать на расстоянии и «чувствовать» добычу поблизости. Всего лаборатории насчитали 21 различное волокно. Исследователи доктор Саймон Колтон, доктор Кэри Ламберт и доктор Джесс Тайсон работали над тем, как они действуют как на клеточном, так и на молекулярном уровне. Их поддержали генно-инженерные волокна Пола Рэдфорда и Роба Тилла. Затем команда начала пытаться связать конкретное волокно с конкретной молекулой на поверхности добычи. Выяснение того, какое волокно соответствует какой добыче, может позволить разработать инженерный подход, который позволит создать специализированных хищников, нацеленных на разные типы бактерий.
|
|
|
|
Профессор Ловеринг продолжил: «Поскольку штамм хищника, который мы изучали, происходит из почвы, он имеет широкий диапазон поражения, что делает идентификацию этих пар волокон и добычи очень сложной. Однако при пятой попытке найти партнеров мы обнаружили химическое вещество. подпись на внешней стороне бактерий-жертв, которая плотно прилегала к кончику волокна. Впервые особенность Bdellovibrio была сопоставлена с выбором добычи». Ученые в этой области теперь смогут использовать эти открытия, чтобы выяснить, какой набор волокон используется различными хищниками, которых они изучают, и потенциально приписать их конкретной добыче. Улучшение понимания этих хищных бактерий может позволить использовать их в качестве антибиотиков для уничтожения бактерий, которые разлагают пищу или вредны для окружающей среды. Профессор Ловеринг заключил: «Мы знаем, что эти бактерии могут быть полезны, и полное понимание того, как они действуют и находят свою добычу, открывает мир новых открытий и возможностей».
|
|
|
|
Источник
|
