Ученые Университета Индианы (США) разработали новый метод наблюдения за клеточными структурами и смогли определить, как бактерии ощущают контакт с поверхностями. Это открытие проливает свет на формирование биопленок, многоклеточных образований, ответственных за целый ряд заболеваний.
Биопленки являются причиной 65% случаев инфекционных заражений и требуют ежегодно миллиардных затрат. Из-за них водопроводная вода часто становится непригодной для питья. Недавняя вспышка болезни легионеров в штате Мичиган также на совести биопленок. Ученые Университета Индианы смогли выяснить механизм их формирования.
Профессор Ив Брун и его коллеги поместили перед бактерией молекулу малеимида и обнаружили, что она ощупывает молекулу своими сверхтонкими ворсинками, фимбриями, которые двигаются вперед и назад, пока не почувствуют перед собой другую клетку. Тогда бактерии начинают вырабатывать крайне липкую субстанцию, благодаря которой они приклеиваются к поверхности и начинают формировать биопленку. «Они как будто протаскивают веревку, в середине которой завязан узел, через дыру, которая клетка использует для того, чтобы вытягивать и втягивать фимбрии — молекула малеимида не проходит сквозь нее», — объясняет Кортни Эллисон, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Science.
Это открытие стало возможно благодаря новому методу наблюдения за бактериями: ученые использовали флуоресцентную краску, которую нанесли на молекулу малеимида. Так они смогли наблюдать в микроскоп за движениями ворсинок бактерии. Это первое прямое свидетельство роли, которую фимбрии играют в формировании биопленок. В планах ученых — раскрыть точный механизм, связывающий движение фимбрий с выработкой клейкой субстанции. Два этих процесса точно связаны, но природа этой связи пока остается загадкой, пишет EurekAlert.
Специалисты IBM и Института Броуда начали этим летом широкомасштабное исследование микробиома человека. Их цель — провести «перепись» всех трех миллионов бактериальных генов, живущих в организме человека, чтобы понять, как они влияют на наше здоровье.