Бактерии могут сбросить свои хвосты, чтобы сохранить энергию и остаться в живых

Когда количество питательных веществ опасно низкое, группа бактерий принимает решительные меры, чтобы избавиться от своих частей.

Некоторые бактерии используют хвосты или жгутики, чтобы плавать в жидкостях, в том числе и в нашем организме. Однако, новое исследование, опубликованное в PLOS Biology, показывает удивительно радикальные меры, принимаемые некоторыми бактериями, когда они сталкиваются с голодом: они сбрасывают жгутики, оставляя себя парализованными, но сохраняя энергию, чтобы они могли остаться в живых.

Ученые говорят, что впервые такое любопытное поведение наблюдается у бактерий.

Случайное открытие было сделано, когда команда собирала подробные изображения «моторов», которые приводят жгутики в группу бактерий, которая включает в себя различные вредные виды, включая холерный вибрион, который вызывает холеру.

Они видели несколько случаев, когда часть «двигателя» присутствовала в мембране бактерии, но не сам хвост или жгутик. Это предполагало две возможности: либо исследователи уловили изображение моторно-жгутикового комплекса в процессе создания, либо в процессе его «демонтажа».

«Прежде чем мы начали наши эксперименты, мы думали, что поймали бактерии в процессе сборки их моторно-жгутиковых комплексов. К нашему удивлению, мы обнаружили обратное: бактерии не только выбросили свои жгутики, но и закрыли оставленную ими дыру. Это подсказало нам, что это было преднамеренное действие», — говорят ученые.

Бактерии используют свои жгутики, чтобы передвигаться, даже плавая через густую кишечную слизь, как в случае пищевой отравляющей бактерии Campylobacter jejuni. Тем не менее, жгутики являются дорогостоящими для создания и питания, и они постоянно растут в течение всей жизни бактерий, используя много ресурсов.

Ученые обнаружили, что бактерии, помещенные в среду, в которой не было питательных веществ, выбрасывали свои жгутики во внешнюю среду. Отброшенные жгутики были полными, включая переходную структуру, которая соединяет жгутики с их «моторами», что позволяет предположить, что они были извлечены целиком из основания, а не отломаны.

Ранее наблюдалось, что бактерии плавают медленнее, когда питательных веществ мало, но впервые наблюдается полное избавление от жгутиков в стремлении сэкономить энергию.

Команда ученых говорит, что определение того, какой механизм используют вредные бактерии для выброса жгутиков, может предложить новые цели для лекарств, которые заставляют их «нажимать кнопку сброса».

‘γ-proteobacteria eject their polar flagella under nutrient depletion, retaining flagellar motor relic structures’ by Josie L. Ferreira, Forson Z. Gao, Florian M. Rossmann, Andrea Nans, Susanne Brenzinger, Rohola Hosseini, Amanda Wilson, Ariane Briegel, Kai M. Thormann, Peter B. Rosenthal, and Morgan Beeby is published in PLOS Biology. DOI: 10.1371/journal.pbio.3000165