Попадая в организм человека, P. aeruginosa могут формировать так называемые биоплёнки — организованные сообщества, пласты клеток, соединённых друг с другом и с той поверхностью, на которой они находятся. «Бактерии в биоплёнках фенотипически отличаются от бактерий в свободном планктонном состоянии, — рассказывает один из участников исследования Джерард Вон (Gerard Wong), представляющий Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. — В геномном плане они идентичны, но экспрессия генов регулируется по-разному. Так микроорганизмы вырабатывают особый тип поведения и адаптируются к жизни в сообществе». Образование биоплёнок P. aeruginosa, устойчивых к воздействию антибиотиков, представляет очень серьёзную опасность для больных муковисцидозом.

Авторы занимались разработкой системы автоматического анализа перемещения бактерий, которое записывается в покадровом режиме с помощью микроскопа. «Раньше аспирантам приходилось самим сравнивать кадры и отслеживать движение микроорганизмов, — говорит г-н Вон. — Теперь же объём изучаемой информации и скорость её обработки многократно увеличиваются».

Анализируя видеофайлы, относящиеся к P. aeruginosa, учёные отметили новый, очень необычный способ передвижения бактерий: они поднимались на «ноги» — пили типа IV, микроскопические ворсинки — и перемещались в вертикальном положении. Микроорганизмы шли быстрее своих сородичей, которые ползли по поверхности традиционным способом, сохраняя выбранное направление. P. aeruginosa, передвигавшиеся на пилях, направление движения постоянно меняли; так они изучали территорию, готовясь к образованию биоплёнки.

Примерно в 67 процентах случаев одна из новых клеток, появлявшихся в результате деления, вставала на пили и уходила от второй. По словам г-на Вона, презентовавшего работу на собрании Американского физического общества, другие биологи тоже замечали нечто подобное, но не пытались проводить систематические наблюдения.

«Наше исследование вполне может принести практическую пользу, — резюмирует участница работ Хасинта Конрад (Jacinta Conrad) из Хьюстонского университета. — С биоплёнками нам приходится сталкиваться не только в медицине, но и во многих производственных процессах. Человеку просто необходимо научиться контролировать их формирование».


Полная версия отчёта опубликована в журнале Science .

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе .

Источник: Компьюлента