Микробы-коллективисты

Биологи вывели бактерий-неразлучников

Владимир Королёв, N+1

Биологи из университета Дьюка вывели штамм E. coli, способный существовать при некоторых условиях только в виде плотной колонии – любая бактерия, отщепляющаяся от остальных, практически тут же погибает. По словам авторов, такие системы в будущем можно будет применять в качестве обратной связи – бактерии могут вырабатывать какие-либо полезные вещества в ответ на изменение среды организма, восстанавливая равновесное состояние. Работа опубликована в журнале Molecular Systems Biology (Huang et al., Coupling spatial segregation with synthetic circuits to control bacterial survival), кратко о ней сообщает пресс-релиз университета (Engineered Swarmbots Rely on Peers for Survival).

Авторы изменили геном кишечной палочки таким образом, чтобы организм научился вырабатывать специальные сигнальные молекулы N-ацилгомосерин лактона. Кроме того, биологам удалось добиться того, что в присутствии больших концентраций этого агента бактерии начинали выделять специальный белок, способный играть роль противоядия к определенным антибиотикам. Если же бактерии оказывались одни, то концентрация сигнального вещества снижалась и выработка белка прекращалась.

Колонию организмов в специальной полимерной капсуле поместили в среду, содержащую антибиотик – в разных случаях использовались хлорамфеникол, карбенициллин и канамицин.

Оболочка капсулы была устроена таким образом, что и бактерии и антибиотик могли проникать сквозь нее, однако, пока бактерии поддерживали высокую плотность, их уничтожения не происходило. Авторы провели аналогичный эксперимент с кишечной палочкой, лишенной сигнального механизма – при одинаковых изначальных концентрациях не модифицированная E. coli погибала под действием антибиотика.

По словам ученых, использовать антибиотик в окружающей среде не обязательно. Биологи надеются, что на основе разработки станет возможным создание контролируемого пробиотика, реагирующего на изменения в организме. Кроме того, подобные системы могут работать как ограничители для генетически модифицированных организмов, не позволяя им «разбегаться».

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
04.03.2015