Ученые из Национального центра научных исследований Франции и Университета Поля Сабатье впервые раскрыли механизм защиты групп бактерий от воздействия антибиотиков и токсичных веществ. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
В ходе экспериментов ученые проверили влияние различных классов антибиотиков на популяции стрептококка Streptococcus pneumoniae — бактерий, вызывающих пневмококковые инфекции. Основной целью исследований было изучение стресс-индуцируемой системы, лежащей в основе чувства кворума и регуляции активности генов в зависимости от количества и плотности бактериальных клеток в популяции.
Когда бактерии сталкиваются с источником стресса, происходит изменение экспрессии определенных генов, что делает микроорганизмы более устойчивыми к летальным дозам антибиотиков. В то же время клетки производят молекулярные сигналы тревоги — белки алармоны — для активации бактерий, находящихся в непосредственной близости.
Алармоны способствуют тому, что бактерии приобретают состояние компетентности к естественной трансформации. Компетентная клетка готова к горизонтальному переносу генов от других бактерий, включая ДНК, которая способствует устойчивости к антибиотикам. Кроме того, компетентность сама по себе наделяет клетки повышенной выживаемостью.
Ученые обнаружили, что для подготовки бактерий, которые еще не подвергались стрессу, к угрозе необходимо достаточное количество алармонов. Это означает, что успешная передача сигналов требует значительного числа бактерий, воспринимающих стресс. Этот механизм чувства кворума ограничивает избыточные затраты энергии и обеспечивает скоординированный ответ в популяции микроорганизмов. Поскольку активация происходит постепенно, клетки в популяции в разной степени компетентны, что создает разнообразие и увеличивает шансы всей группы бактерий на выживание.
Открытие этого механизма открывает путь к разработке новых методов лечения антибиотиками, действующими на систему бактериальной коммуникации. Это может повысить эффективность лечения и способствовать созданию более устойчивых стратегий борьбы с бактериями.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/07/10/bacteria/
