Микробиологи открыли новый антибиотик, наблюдая за «битвой» двух видов бактерий

Credit: Texas A&M AgriLife photo by Kathleen Phillips

В новом исследовании ученые растили два вида непатогенных почвенных бактерий на одной чашке Петри, чтобы выявить их механизмы борьбы за ресурсы. В ходе наблюдений ученые обнаружили антибиотик нового типа, который выделял один вид микроорганизмов, а также зафиксировали защитный путь, активированный вторым видом в ответ на биохимическую атаку.

Защитная система микроорганизмов может быть представлена широким спектром «приемов»: некоторые бактерии могут выделять активные вещества во внеклеточную среду (белки или антибиотики), увеличивать свою подвижность, избегая неблагоприятное окружение, или формировать защитные структуры на уровне популяции (например, биопленки). В своей работе микробиологи из США хотели понять, как бактерии выстраивают свою защитную стратегию в реальном времени. Результаты их экспериментов изложены в статье, опубликованной в журнале PLOS Genetics.

В своих экспериментах исследователи наблюдали за двумя штаммами почвенных бактерий: Bacillus subtilis (сенная палочка) и Streptomyces sp. Mg1 (стрептомицеты). Они сравнивали особенности их роста и поведения при культивировании на отдельных чашках Петри и при совместном выращивании. Оказалось, что после пересева на одну чашку, колонии бактерий сначала росли как обычно, однако со временем стрептомицеты начинали вытеснять клетки сенной палочки. Визуально ученые зафиксировали гибель колоний сенной палочки на месте соприкосновения с конкурентным штаммом. Это позволило предположить лизис — разрушение клеточной оболочки клеток. Ученые выделили из среды вещество, ответственное за «растворение» клеточных мембран, которое оказалось непохожим на известные антибиотики.

На следующем этапе экспериментов исследователи изучили маленькие колонии сенной палочки, не поддавшиеся действию антибиотика. Ученые изучили их геном, чтобы определить мутации, ответственные за возникновение резистентности (нечувствительности) к антибиотику стрептомицетов. Оказалось, что в этом задействован ранее неизвестный сигнальный путь, рецепторы которого расположены на поверхности мембраны клеток. Помимо резистентности, мутации также влияли на подвижность клеток и структуру колоний.

«Это [исследование] поможет ученым построить более механистически детализированную картину конкурентной динамики между бактериями, что поможет понять происходящее в почве или в кишечнике человека», — считают авторы исследования. Также они отмечают важность понимания того, как формируется устойчивость к антибиотикам в контексте нынешней ситуации возникновения мультирезистентных штаммов.
Теги:

Читать еще на Чердаке: