Группа профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Джерарда Вонга (Gerard Wong) изучила одних из самых опасных микробов, с которыми приходится сталкиваться сегодня врачам, — синегнойные палочки Pseudomonas aeruginosa. Эти бактерии высокорезистентны к антибиотикам и образуют биопленки, накрепко покрывающие почти любые поверхности и устойчивые к самым разным внешним воздействиям. Их отличает высокая степень «социализации»: обмен химическими сигналами позволяет клеткам в колонии координировать свое поведение друг с другом. Такие способности делают синегнойные палочки — обычных обитателей почвы — опасной «больничной» инфекцией.
Ученые исследовали первые стадии образования материнской клеткой биопленки — колонии из своих потомков, обнаружив у бактерий крайне неожиданную способность «запоминать». Этот процесс начинается с «распознавания» клеткой субстрата, на котором она закрепляется: оказалось, «память» об этом субстрате передается ее дочерним клеткам. Об этом Вонг с соавторами пишут в статье, опубликованной в журнале PNAS.
На самых ранних этапах формирования биопленки — до 20 часов культивирования — на поверхности наблюдаются в основном клетки, плохо к ней прикрепляющиеся. По словам ученых, обычно около 95 процентов удерживаются не дольше 30 секунд (поколение у синегнойной палочки живет около часа, после чего делится). Однако после того как биологи отобрали такие клетки и пересадили их на аналогичную стерильную поверхность, они находили способ закрепиться намного быстрее и тут же приступали к размножению — так, будто сохранили «память» о прошлом опыте, использовали ее и передали потомкам.
У этих «обученных» бактерий ученые отметили скоординированные колебания между количеством сигнальных молекул цАМФ в клетках и активностью подвижных белковых ворсинок (пилей) на их поверхности. Более того, они проявлялись у последующих поколений — как своего рода форма «памяти». «Бактерии чувствуют и помнят посредством этих ритмических паттернов, — говорит профессор Вонг, — они играют ключевую роль в снижении их подвижности и в конечном итоге — в необратимом закреплении на субстрате и образовании биопленки».
Наука
Роман Фишман
