Бактерии используют молекулярное копьё для защиты, но становятся уязвимыми для антибиотиков

от

Бактерии в борьбе за выживание

Бесчисленные виды бактерий обитают в стеснённых условиях, где конкуренция за пространство и ресурсы идёт не на жизнь, а на смерть. Некоторые из них используют молекулярное копьё, чтобы одолеть своих противников. Одним из таких видов является синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa). Она широко распространена в природе, но также известна как трудноизлечимый госпитальный патоген.

Синегнойная палочка и её оружие

Синегнойная палочка может мирно сосуществовать с другими микробами. Но если на неё нападают бактерии другого вида, она быстро собирает своё собственное нано-копьё — так называемую систему секреции VI типа (T6SS), чтобы впрыснуть своему агрессору токсичный коктейль.

Как синегнойная палочка может нанести ответный удар, когда она уже получила смертельный коктейль?

Ответ на этот вопрос раскрыла команда профессора Марека Баслера из Биоцентра Базельского университета и опубликована в журнале Nature Communications.

Смертельный коктейль состоит из токсичных белков, которые нацелены на разные участки бактериальной клетки. Некоторые из этих белков повреждают или разрушают защитную клеточную мембрану, в то время как другие разрушают генетический материал. «Эти токсичные белки обычно нацелены на многие жизненно важные клеточные процессы и структуры», — объясняет Алехандро Техада-Арранц, первый автор исследования. «Мы обнаружили, что синегнойная палочка может противостоять определённым токсинам, доставляемым T6SS».

После атаки синегнойная палочка может избежать воздействия токсина и активно нанести ответный удар. Бактерии обычно невосприимчивы к токсинам от своих близких родственников. При атаке другого вида синегнойная палочка активирует общую программу защиты, которая быстро инициирует ряд защитных мер.

«Это приводит к скоординированному ответу, направленному на устранение повреждений или потенциально улавливание токсичных белков», — говорит Техада-Арранц. «Например, бактерии используют определённый мембранный белок, который стабилизирует повреждённую внешнюю мембрану». Этот широкий спектр мер защищает синегнойную палочку от различных типов токсичных белков, впрыскиваемых несколькими агрессорами. Её способность утвердиться в бактериальных сообществах, возможно, также играет роль в проблематичных инфекциях.

Цена защиты

Однако способность противостоять атакам бактериального T6SS имеет свою цену. «Сначала мы думали, что бактерии, которые так эффективно защищают себя, также будут более устойчивы к антибиотикам», — объясняет Баслер. «Удивительно, но оказалось, что всё наоборот. На самом деле защита от атак T6SS делает синегнойную палочку более чувствительной к антибиотикам. Бактерии, по-видимому, сталкиваются с компромиссами; они не могут быть устойчивы ко всему одновременно».

В микробных сообществах бактерии Pseudomonas, вероятно, используют разные стратегии: некоторые из них лучше защищены от атак T6SS, в то время как другие более устойчивы к антибиотикам. Это гарантирует, что по крайней мере некоторые бактерии выживут в зависимости от их окружения.

«Наше исследование показало, что Pseudomonas обладает широким спектром защитных механизмов», — говорит Баслер. «Пока неясно, играют ли эти стратегии роль в инфекциях у людей. Помогают ли они синегнойной палочке выжить в смешанных бактериальных сообществах? И что это значит для лечения антибиотиками? На эти вопросы ещё предстоит ответить».

Предоставлено Базельским университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте