• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12 ноября, 10:47
Максим Абдулаев
3
44,0 тыс

Бактерии со сломанными жгутиками поплыли вперед на собственных продуктах жизнедеятельности

❋ 4.2

Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.

Бактерии сальмонеллы с жгутиками / © Microbewriter

Бактерии двигаются в жидкой среде, вращая жгутиками. Но они умеют двигаться и по сухим поверхностям. Например, с помощью пилей — отростков на мембране, которые цепляются за субстрат и подтягивают бактерию. Или с помощью белков, которые крепятся к субстрату и позволяют бактерии катиться на них, словно на гусеничном ходу. Способы передвижения бактерий по твердой поверхности изучены не досконально.

Авторы исследования, опубликованного в издании Journal of Bacteriology, изучали роение бактерий. Роением называют такое их поведение, при котором колония медленно расползается по поверхности питательной среды. Механизм этого расползания ясен не до конца. Вероятно, бактерии используют вращение жгутиков? Может, еще какие-то механизмы?

Ученые отключили у бактерий сальмонелл и кишечной палочки гены, необходимые для формирования жгутиков, чтобы посмотреть, как они будут роиться теперь. Микробиологи поместили бактерии на сухие агаровые пластины. Ожидалось, что бактерии без жгутиков расползаться не смогут.

Бактерии расползались. Ученым пришлось как-то объяснять этот феномен. Возможно, бактерии выделяли поверхностно-активные вещества, смазывали ими среду и скользили? Тогда в чашки Петри добавили ПАВ Tween-80, ожидая, что колония станет распространяться еще активнее.

Бактерии перестали расползаться почти совсем. Это значит, что ПАВ не только не помогает, но и мешает. Тогда ученые обратили внимание на другую деталь: расползание происходило только в присутствии сахара, например глюкозы. Это навело на мысль: что, если дело не в движении, а в еде? Точнее, в побочных продуктах ее переработки. Новая гипотеза заключалась в том, что именно эти вещества и толкают колонию вперед.

Сначала проверили разные сахара. Движение было только на тех, которые бактерии умеют сбраживать. Затем в питательную среду добавили pH-индикатор, меняющий цвет в кислой среде. Колония, расползаясь, оставляла за собой яркий желтый кислотный след — прямое доказательство идущей ферментации. Анализ показал наличие ацетата и формиата (солей уксусной и муравьиной кислот) — продуктов переработки сахаров.

Если ферментация — причина движения, то ее отключение должно остановить расползание. С помощью генной инженерии ученые «сломали» у бактерий ключевой ген, необходимый для этого процесса. Результат был однозначным: движение прекратилось полностью.

Но как ферментация заставляет колонию двигаться? Продукты брожения — соли. Они накапливаются на краю колонии, создают высокое осмотическое давление и вытягивают воду из желеобразной питательной среды. Ученые предположили, что этот приток воды должен создавать на переднем крае колонии микроскопическую волну, которая и толкает бактерии вперед.

Чтобы увидеть эту волну, применили оптическую профилометрию — метод для постреония трехмерной карты поверхности. И исследователи увидели ее. Прямо на переднем крае колонии возвышался четко различимый водяной вал высотой около 60 микрометров — тоньше человеческого волоса.

Схема волны на краю колонии. Осмолиты вызывают выделение воды из агара, жидкость растекается в сторону от колонии и несет с собой бактерий / © Panich et al.

Бактерии едят сахара и выделяют соленые метаболиты. Соли вытягивают из питательной среды воду. Она образует по краю колонии волну, и на этой волне бактерии растекаются все дальше. Бактерии плывут на волне, которую создают сами. Ученые назвали это явление «свошинг», что можно перевести как «накат» или «заплеск» — разбившаяся волна прибоя, набегающая на пляж.

Расползание бактерий по поверхностям — ключевой этап в образовании биопленок на катетерах, имплантах, в ранах. Традиционные методы борьбы с распространением колоний часто нацелены на блокировку жгутиков. Новое исследование показывает, что даже если отключить жгутики, у них есть запасной, чисто физический способ колонизировать поверхности. Это необходимо учитывать при разработке новых методов борьбы с распространением инфекций.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор пишет про зоологию, палеонтологию и другие науки о живом. Интересуется тем, как люди исследуют мир.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
12 декабря, 10:00
Unitsky String Technologies Inc.

Развитие городского транспорта со временем упирается в пределы наземной инфраструктуры. Рост трафика, дефицит территории и высокая стоимость строительства традиционных магистралей стимулируют поиск альтернативных решений, таких как транспортно-инфраструктурный комплекс uST, не требующий значительного землеотвода под застройку. Белорусские инженеры подробно исследовали возможности применения технологии uST в городской среде.

11 декабря, 15:42
Адель Романова

Недавние расчеты показали, что небольшую вытянутость и наклон орбит планет-гигантов Солнечной системы лучше всего объясняет появление в ней массивного объекта из межзвездного пространства — свободноплавающей планеты или коричневого карлика. Интересно, что эта версия предполагает изначальное присутствие еще одного мира.

12 декабря, 13:48
Игорь Байдов

У побережья Канады морские биологи стали свидетелями необычного случая. Косатки и дельфины объединили свои силы, чтобы вместе охотиться на тихоокеанского лосося. Они погружались в темные глубины, а после удачной охоты делились пищей. Это первое задокументированное охотничье сотрудничество между двумя видами морских млекопитающих.

8 декабря, 13:09
Александр Березин

С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.

9 декабря, 10:59
НИУ ВШЭ

Специфическая тревога из-за ненадежности цифровых образов реальности и иллюзии тотального контроля над действительностью получила название «аффект зомби». Заведующий кафедрой философии НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург Иван Микиртумов исследовал феномен в рамках проекта РНФ «Экзистенциальный опыт в цифровой среде».

10 декабря, 11:49
Игорь Байдов

Раскопки мастерской, погребенной в Помпеях почти 2000 лет назад, помогли археологам больше узнать о римских строительных технологиях, а именно — определить методы изготовления римского бетона и раскрыть секрет его долговечности.

8 декабря, 13:09
Александр Березин

С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.

29 ноября, 12:42
Александр Березин

Позавчера, 27 ноября 2025 года, при запуске космонавтов к МКС на стартовую площадку № 31 упала кабина обслуживания стартового комплекса. Это означает, что новые пуски оттуда до починки невозможны. К сожалению, в 2010-х годах, в рамках «оптимизации» расходов, резервную площадку (с которой летал Юрий Гагарин) упразднили. Поэтому случилось беспрецедентное: в XXI веке страна с пилотируемой космической программой осталась без средств запуска людей на орбиту. Пока ремонт не закончится, проблема сохранится. Чем это может грозить?

27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
Kiridan
4 недели назад
-
3
+
Буквально на пердячей тяге, так сказать. Простите.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно