Биологи выяснили, что бактерии отказываются кормить сородичей-нахлебников

Фото:  NIAID/flickr

В новой работе ученые показали, что бактерии, обмениваясь аминокислотами и питательными веществами, не дают себя эксплуатировать. Если какой-то вид бактерий потребляет выделяемые другими вещества и ничего не дает взамен, его оттесняют на край колонии.

Исследование, проведенное учеными из Института химической экологии общества Макса Планка, опубликовано в журнале The ISME Journal.

Многие виды бактерий способны к кооперации, при которой они обмениваются полезными молекулами — аминокислотами или питательными веществами — через среду. Поскольку производство любых метаболитов весьма энергозатратно, в своем исследовании ученые задались вопросом, как бактерии регулируют «справедливость» обмена.

Для понимания характера взаимодействий между кооперативными и некооперативными видами, ученые создали несколько генно-инженерных штаммов бактерий. Некоторые из них могли существовать автономно и не выделяли питательных веществ в среду. Другие были кооперативными: их метаболизм зависел от деятельности другого вида. Такие штаммы активно производили в избыточном количестве одну аминокислоту (например, триптофан), но были неспособны синтезировать другую (например, гистидин). В экспериментах разные виды растили вместе: как в жидкой питательной среде, так и на чашках Петри.

Результаты исследований показали, что в жидкости, где все выделяемые вещества хорошо перемешивались, некооперативные бактерии росли лучше, чем кооперативные. И те и другие получали требуемые вещества, но некооперативным штаммам не приходилось тратить дополнительную энергию на так называемую оверэкспрессию (то есть перепроизводство) аминокислот для выделения в среду. Однако ситуация менялась, когда бактерий рассевали на чашки Петри. Хотя бактерии разных видов равномерно наносили на твердую поверхность агаризованной питательной среды, кооперативные штаммы всегда формировали колонии. При этом рост некооперативных бактерий был значительно снижен. Более того, их «оттесняли» на самый край колоний кооперативных штаммов.
Теги:

Читать еще на Чердаке: