Амебы развели бактерий на защиту | |
Социальные амебы, образующие многоклеточный плазмодий – слизевик, расселяют съедобные бактерии. Но оказалось, что они тащат с собой не только еду, но и оружие для борьбы с конкурентами. А виной всему одна мутация. Клеточный слизевик – социальная амеба, организм, образующийся при слиянии одиночных амеб, которые сползаются вместе и формируют плазмодий из нескольких десятков тысяч клеток. В 2011 году она стала известна благодаря своей способности выращивать бактерии. Специалисты (Хьюстон, США) и и их аспирантка Дебра Брок обнаружили, что слизевик, перебираясь на новое место, переселяет вместе с собой съедобные бактерии. (Эту новость ). Журналисты заговорили о том, что амеба занимается фермерством, а ученых интересовали другие вопросы, в том числе бактерии, сопутствующие D. discoideum, поскольку съедобных среди них была примерно половина, а об остальных ничего толком не знали. Теперь исследователи амебного фермерства перебрались в . В сотрудничестве с коллегами из они установили, что кроме съедобных бактерий амебы-фермеры привечают бактерии, выделяющие защитные химические соединения, причем и съедобные, и токсичные микроорганизмы относятся к одному виду. Работа исследователей опубликована в . D. discoideum — почвенная амеба, которая питается бактериями и размножается простым делением. Но в неблагоприятных условиях, например в случае, когда иссякнет пища, амебы, используя химические сигналы, сползаются вместе и формируют многоклеточный агрегат – псевдоплазмодий. Эта капелька слизи образует плодовое тело — головку на ножке. Амебы, попавшие в головку, превращаются в споры и с высоты ножки разлетаются по воздуху.
Оказалось, что некоторые штаммы D. discoideum не съедают все бактерии подчистую, а часть оставляют на развод и прихватывают с собой в псевдоплазмодий, а затем и в плодовое тело. Бактерии разлетаются вместе со спорами слизевика, и на новом месте у амебы уже есть любимые микроорганизмы. Исследователи убедились, что речь не идет о бактериальной инфекции; упомянутые штаммы D. discoideum целенаправленно включают микроорганизмы в состав плодовых тел. Эту особенность поведения и назвали фермерством. Штаммы D. discoideum делятся на фермерские и нефермерские, причем одни никогда не переходят в другие. Исследуя два года назад фермерство амеб, ученые использовали лабораторные штаммы бактерий, которые хорошо растут на искусственных питательных средах. Теперь же они постарались определить бактерии, заключенные в плодовых телах «диких» D. discoideum. Это было непросто, потому что не все микроорганизмы, живущие в природе, хорошо растут в лабораторных условиях. В конце концов Дебра Брок выделила из одного фермерского клона два штамма бактерий. На питательных средах они выглядели по-разному, однако оказалось, что оба относятся к одному виду Pseudomonas fluorescens. Один штамм съедобен для слизевика, другой – нет. Несъедобные бактерии синтезируют два соединения, хромен и пирролнитрин, которые стимулируют образование спор у фермерских штаммов и подавляют его у нефермерских. Пирролнитрин известен как антибиотик и противогрибковый препарат — возможно, он препятствует росту других почвенных организмов, которые могут конкурировать с фермерским штаммом. Получается, что амебы тащат с собой на новое место не только припасы, но и оружие и напоминают скорее не мирных фермеров, а воинственных колонистов.
Но вернемся к съедобным штаммам. Простое отсутствие хромена и пирролнитрина еще не превращает биотоксичную бактерию в пищевую. Продолжая игру в съедобное-несъедобное, исследователи секвенировали геномы обоих штаммов P. fluorescens. Оказалось, что съедобный штамм несет мутацию в одном из регуляторных генов, контролирующих работу примерно десятой части бактериального генома. Некоторые гены в результате этой мутации работают активнее, функции других подавлены. Таким образом, съедобный штамм псевдомонад оказался мутантным производным несъедобного. Чтобы удостовериться в этом, ученые специально ввели роковую мутацию в токсичный штамм бактерии и получили съедобных мутантов. Амебы приобретают от этого превращения двойную выгоду. Но какой резон псевдомонадам становиться съедобными, почему мутация, приводящая к столь серьезным последствиям, не исчезла в ходе отбора? По мнению исследователей, разгадка кроется в родственной селекции. Часть бактерий съедят, но зато их уцелевшие родичи получат преимущества при расселении вместе с D. discoideum. Это альтруизм чистой воды, считают ученые. Так что миниатюрные фермеры разводят одноклеточных альтруистов. Источник - |
Академия наук Республики Башкортостан
Государственное бюджетное научное учреждение «Академия наук Республики Башкортостан» решает задачи научного обеспечения развития Республики Башкортостан и ее многонационального народа, активно участвует в интеграции исследовательской, инновационной деятельности научных организаций, вузов и предприятий республики, укрепляет связи между наукой и образованием, развивает сотрудничество научных организаций республики с российским и мировым научными сообществами.
Сегодня Академия наук Республики Башкортостан – современное, мобильное, динамично развивающееся научное учреждение, координирующее научные исследования в Башкортостане. Вопросы интеграции фундаментальных и прикладных исследований, инновационной деятельности научных учреждений и вузов республики являются первостепенными в Академии наук Республики Башкортостан.
Пользователи могут получить оперативную и полную информацию об ГБНУ "Академии наук Республики Башкортостан" (ее структуре, учреждениях, тематике научных исследований, достижениях и открытиях, новостях и т.д.). Здесь также представлена история создания, становления и деятельности Академии наук Республики Башкортостан, информация о ее членах – известных ученых республики, страны, мира.