Бактерии могут сбегать в спасательных капсулах как в кино

Биопленки сенной палочки используют уникальный механизм спасения, похожий на эвакуационные капсулы. При нехватке питания они синтезируют гидрогель, который буквально выстреливает клетками.

Сообщество бактерий рода Hae Bacillus выбрасывает группу подвижных клеток (показаны оранжевым цветом), способных уплыть и колонизировать новое место

Источник: Калифорнийский университет в Сан-Диего

Вы наверняка видели в фантастических фильмах, как герои спасаются в эвакуационных капсулах, покидая терпящий бедствие космический корабль — например, как дроиды R2‑D2 и C‑3PO улетают с повстанческого судна в «Звездных войнах». Похожее «спасательное» поведение обнаружили и у бактерий.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан‑Диего установили, что бактериальные сообщества — так называемые биопленки — способны выбрасывать часть своих клеток, словно отправляя их в спасательной капсуле. Биопленки встречаются повсюду: на камнях в озерах, в водопроводных трубах, а также на коже и зубах человека. Исследователи изучали сенную палочку Bacillus subtilis и с помощью мощных микроскопов смогли рассмотреть, что происходит внутри биопленки на уровне отдельных клеток.

Открытие может стать основой для новых методов борьбы с инфекциями, устойчивыми к антибиотикам

Источник: Freepik

Оказалось, когда биопленке грозит гибель из‑за нехватки питания или другой опасности, она начинает вырабатывать особый полимер — поли‑γ‑глутаминовую кислоту (γ‑PGA). Это вещество образует гидрогель, который способен впитывать количество воды, в тысячу раз больше собственного веса. Из‑за набухания создается давление, и внутренние клетки буквально выталкиваются наружу. Так они получают шанс уплыть и поселиться в более подходящем месте.

Удивительнее всего, что похожий механизм есть только у медуз — больше ни у кого из живых существ такого не нашли. Ученые не просто наблюдали процесс, но и научились им управлять: добавляя вещества или меняя гены бактерий, они могли заставить биопленку разрушиться за счет избыточной выработки γ‑PGA.

Это открытие важно для медицины: биопленки очень устойчивы к антибиотикам и часто осложняют лечение инфекций. Новый подход — разрушать их без лекарств, только за счет усиления этого природного механизма, — может стать эффективной альтернативой привычным препаратам. Кроме того, изучение выброса клеток может помочь лучше понять, как распространяются опухоли: у раковых новообразований есть схожая способность отпускать отдельные клетки, чтобы они образовали новые очаги болезни.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые нашли слабое место смертельно опасных кишечных бактерий.