Дэниел Уолл, доцент кафедры молекулярной биологии Университета штата Вашингтон, и другие смогли показать, что повреждения, нанесенные внешней мембраной (OM) популяции клеток миксобактерий, восстанавливались здоровым населением с использованием процесса OME. Исследование показало, что эти социальные организмы выигрывают от группового поведения, которое обеспечивает благоприятные последствия для приспособленности родственных клеток.
Уолл говорит, что, насколько известно исследовательской группе, это первое доказательство того, что бактерия может использовать совместное использование клеточного содержимого для восстановления поврежденных братьев и сестер.
«Это аналогично тому, как можно залечить рану на вашем теле», – говорит Уолл. "Когда ваше тело ранено, ваши клетки могут координировать свои функции, чтобы исцелить поврежденную ткань."
Уолл был старшим и соответствующим автором статьи под названием «Клеточное омоложение и социальное поведение, способствующее обмену LPS у миксобактерий», которая была опубликована 18 мая в онлайн-выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Крис Вассалло, докторант университета молекулярной биологии из Шайенна, был ведущим автором статьи и провел большинство лабораторных экспериментов.
«Во время истощения питательных веществ миксобактерии взаимодействуют, создавая макроскопическую структуру, называемую плодовым телом», – говорит Вассалло. «Строение по внешнему виду напоминает дерево или гриб."
Плодовое тело – это, по сути, многоклеточный организм, который производит спящие споры, устойчивые к стрессам окружающей среды.
Эти миксобактериальные клетки в их естественной среде должны справляться с факторами, которые ставят под угрозу целостность клетки, говорит Уолл. Вместо того, чтобы заботиться только о себе, как другие виды бактерий, отдельные клетки миксобактерий объединяются в социальную группу, чтобы помочь своим родственникам, которые становятся поврежденными.
«Миксобактерии необычны для бактерий тем, что они живут по-настоящему многоклеточно», – говорит Уолл. «Исследователей интересует, как произошел эволюционный переход к многоклеточности; то есть, как развивается сотрудничество, а отдельные клетки интересуются не только собой.
Дарвиновская точка зрения состоит в том, что каждый человек сам за себя; ‘выживание сильнейшего.’"
«Когда клетки окружающей среды объединяются, они конкурируют друг с другом», – продолжает Уолл. «Мы думаем, что OME позволяет клеткам миксобактерий перейти от гетерогенной одноклеточной жизни к более гармоничной многоклеточной жизни."
В то время как практическое применение науки состоит в том, чтобы лучше понять, как отдельные клетки могут эволюционировать в многоклеточные, чтобы работать совместно, Вассалло говорит, что исследование может иметь в будущем реальные последствия для лечения инфекций у людей.
«Наиболее прямое применение может быть применимо к устойчивости к антибиотикам», – говорит Уолл. "В статье Крис провел эксперимент, в котором один штамм миксобактерий придавал устойчивость к антибиотикам другому штамму.
Это работает за счет того, что клетки переносят свою ОМ-броню.
«Кожа человека защищает организм и внутренние клетки от стрессов окружающей среды.
По аналогии с этим бактерии защищают себя своим ОМ, и, как известно, они меняют свою броню в ответ на стресс. Когда они химически меняют свою броню, они также могут изменить свой профиль устойчивости к антибиотикам."