Бактерии меняют форму, чтобы пережить атаку антибиотиков
Вы только представьте: бактерии, которые под действием антибиотиков не просто выживают, а буквально меняют свою форму, изгибаясь, словно под напором невидимой силы. Звучит как сценарий фантастического фильма, правда? Но это реальность, которую недавно описали учёные в престижном журнале Nature Physics. И да, это одновременно пугающе и захватывающе.
Новое исследование показывает, как некоторые бактерии могут адаптироваться к длительному воздействию антибиотиков, изменяя свою форму. Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Проблема устойчивости к антибиотикам
В течение нескольких десятилетий антибиотики спасали миллионы жизней, борясь с бактериальными заболеваниями. Однако битва не выиграна заранее. Природа постоянно приспосабливается, и благодаря использованию этого типа лечения бактерии развили устойчивость.
В результате средства борьбы становятся все менее эффективными. Недавно исследователи забили тревогу, подчеркнув, что необходимы срочные меры для контроля за использованием антибиотиков, прежде чем они вообще перестанут работать. В конечном счете, по оценкам ВОЗ, эти устойчивые бактерии могут к 2050 году убить до десяти миллионов человек. Задумайтесь об этой цифре. Это же целая эпидемия, которую мы рискуем получить из-за собственной беспечности.
Поэтому крайне необходимо предложить новые подходы, способные предотвратить эти инфекции. Имея это ввиду, исследователи внимательно анализируют различные стратегии, применяемые соответствующими бактериями. Некоторые из них уже известны, например, латеральный перенос генов, который считается основным механизмом распространения устойчивости у бактерий. Команда под руководством Шиладитья Банерджи из Университета Карнеги-Меллона сегодня описывает новую способность к адаптации.
В рамках этой работы исследователи исследовали, как воздействие антибиотиков может повлиять на рост и морфологию бактерий Caulobacter crescentus, широко используемого модельного организма. Это исследование показало, что при воздействии несмертельных доз хлорамфеникола (антибиотик широкого спектра действия) в течение нескольких поколений эти бактерии могут «восстановить свои предстимулирующие темпы роста и претерпеть драматические изменения в форме клеток», — пишут авторы.
Проще говоря, эти бактерии начали радикально менять форму, изгибаясь внутрь себя (после десяти поколений, подвергшихся воздействию низких доз антибиотиков). После удаления антибиотиков клетки возвращались к своей первоначальной форме через несколько поколений.
На основе экспериментов, проведенных на одной клетке, и благодаря теоретическому моделированию, исследователи полагают, что увеличение ширины клетки (и, следовательно, объема) помогает уменьшить количество антибиотиков внутри бактерий, в то время как кривая и ширина клетки могут снизить отношение площади поверхности к объему, что позволяет меньше антибиотиков проходит через поверхность клетки. Хитрый, ничего не скажешь, способ защиты: просто стать больше и изогнуться, чтобы яд не мог проникнуть внутрь.
«Это исследование имеет большое значение для здоровья человека. Это, вероятно, будет стимулировать многие другие молекулярные исследования роли клеточной формы в росте бактерий и устойчивости к антибиотикам«, — заключает Банерджи.
