№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Эта бактерия-гусеница прямо сейчас может ползать у вас во рту

Фото: Philipp Weber and Silvia Bulgheresi

Конфокальное микроскопическое изображение бактерии Conchiformibius steedae

Не пугайтесь: никакого вреда она не принесет.

Каждый из нас – не только уникальная личность, но и прекрасная амбулаторная среда обитания для триллионов микроскопических обитателей. Наша кожа, фолликулы и внутренности кишат крошечными бактериями – слишком маленькими, чтобы мы могли их увидеть напрямую или почувствовать. Но все в порядке! На самом деле, вполне возможно, без этих организмов мы перестали бы быть сами собой.

Ученые знают, что некоторые из наших бактерий довольно странные: они развиваются и адаптируются к уникальным условиям, созданным человеческим телом. Но одна из таких бактерий заметно выделяется. Речь идет о бактерии из семейства Neisseriaceae: некоторые их представители имеют необычную форму гусеницы.

Исследователи выяснили, что именно такие существа обитают в ротовой полости примерно половины населения нашей планеты. Новая работа показала, что бактерии развили такую форму тела, потому что она лучше подходит для процветания именно в ротовой полости человека.

«Наша работа проливает свет на эволюцию многоклеточности и продольного деления у бактерий. Это предполагает, что члены семейства Neisseriaceae могут быть хорошими моделями для изучения этих процессов из-за их морфологической пластичности и генетической прослеживаемости», – Сильвия Булгерези, ведущий автор исследования из Венского университета.

Хотя наш рот может показаться довольно удобным местом для жизни микробов, все же это не самая благоприятная среда. Клетки, выстилающие внутреннюю поверхность нашего рта, постоянно отторгаются, и их место занимают новые клетки, а наша слюна делает поверхность рта очень скользкой. Из-за этого любым ползучим существам довольно трудно приспособиться для жизни во рту. Ученые считают, что эти условия могут быть причиной того, что некоторые виды Neisseriaceae разработали интересный способ размножения.

Команда применила электронную микроскопию для подробного изучения формы бактерий, используя флуоресценцию, чтобы понять рост клеток. Затем они взяли другие палочковидные бактерии и внесли генетические изменения, чтобы посмотреть, смогут ли они эволюционировать от палочковидных организмов к подобию гусениц – именно этот облик Neisseriaceae принимают во рту человека.

Фото: Sammy Nyongesa and Frédéric Veyrier
Электронная микрофотография скопления других бактерий – Simonsiella muelleri

Обычно бактерии делятся вдоль своей продольной оси или длины своего тела. Но вместо того, чтобы разделиться, отдельные бактерии остаются прикрепленными друг к другу, в результате чего образуется сегментированный кластер, обернутый общей внешней мембраной.

Некоторые из микробов в этом крошечном коллективе также принимают разные формы: возможно, для выполнения разных, четких ролей, приносящих пользу группе. Это может быть примером того, как организм эволюционирует из одноклеточного в многоклеточный.

«Многоклеточность делает возможной кооперацию между клетками, например, в форме разделения труда, и поэтому может помочь бактериям пережить питательный стресс», – пишут авторы исследования.

Команда не смогла воспроизвести сгруппированную форму многоклеточных видов, таких как Conchiformibius steedae или Simonsiella muelleri, возможно, потому, что ученые в ходе эксперимента не смогли внести все необходимые генетические правки, которые привели к нынешней форме гусеницы у Neisseriaceae. Но работа действительно позволила получить более длинные и тонкие отдельные клетки бактерий.

«Эволюционный подход может быть дополнительным способом изучения этих крошечных организмов и того, как они работают», – заключают ученые.