Бактерии с помощью нанотрубок обмениваются аминокислотами

Команда немецких ученых, в том числе из Института химической экологии Макса Планка в Йене, в результате исследований пришла к выводу, что некоторые бактерии при определенных обстоятельствах создают уникальные нанотрубки между клетками. При помощи таких нанотрубок клетки обмениваются между собой нужными им питательными веществами (аминокислотами) и молекулами под названием метаболиты.

Обычно бактерии успешно живут в «общинах», где колонии делятся друг с другом питательными веществами. Эти колонии помогают друг другу расти и процветать.

До сих пор ученые полагали, что взаимодействие между колониями бактерий может иметь несколько механизмов, в том числе и за счет выпуска метаболитов (метаболиты – это молекулы, обеспечивающие жизнедеятельность клеток).

Немецкие ученые утверждают, что бактерии напрямую делятся между собой питательными веществами. Это происходит при помощи особых нанотрубок, протянутыми между клетками. Свои выводы немцы сделали после изучения бактерий кишечной палочки и Acinetobacter baylyi.

Клетки бактерий взаимодействуют друг с другом при помощи нанотрубок

В начале своего эксперимента немецкие ученые удалили определенные гены у клеток бактерий, чтобы они не могли больше выпускать некоторые аминокислоты. Другие же аминокислоты вырабатывались в увеличенном количестве.

Когда бактерии выращивали вместе, оказалось, что они «кормят» друг друга, т.е. делятся аминокислотами, которые не могут сами производить.

Затем между двумя видами бактерий была поставлена специальная преграда, не пропускавшая аминокислоты. Т.е. клетками двух видов не было непосредственной связи. В результате бактерии погибли. Был сделан вывод, что клеткам для обмена питательными веществами нужен прямой контакт.

При рассмотрении клеток под электроны микроскопом стало понятно, что их соединяют микроскопические нитевидные нанотрубки. Именно при помощи этих трубок клетки и обмениваются между собой аминокислотами.

Однако, не все клетки бактерий имеют способность «рождать» нанотрубки. Их могут делать клетки кишечной палочки, а клетки почвенных бактерий – нет. Вероятно, способностью создавать нанотрубки обладают только умеющие плавать бактерии (как, например, Escherichia Coli).

«Отсутствие аминокислот приводит к тому, что клетки, умеющие плавать, начинают искать себе «донора», у которого можно взять необходимые им питательные вещества. Именно это мы и увидели, когда удалили ген, отвечающий за производство некоторых аминокислот. Лишенные аминокислот клетки пытаются найти себе их новый источник», - рассказал Кристиан Кост из Института Макса Планка.

Предполагается, что клетки делятся аминокислотами добровольно. Однако, нельзя исключать вариант, что у них просто нет другого выхода. Кроме того, не исключена возможность, что таким путем по нанотрубкам клетки получают токсичные вещества. В общем, ученым предстоит проделать еще много работы, чтобы полностью разгадать секреты взаимодействия бактериальных клеток.

Результаты этого исследования немецких ученых опубликовали в журнале Nature Communications.