В некоторых отношениях животные и амебы не так уж отличаются. Например, оба подвержены риску потенциально смертельных атак бактерий и разработали способы их предотвращения. Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора сообщают в журнале Science Advances, что Dictyostelium discoideum, живущая в почве одноклеточная амеба, питающаяся бактериями, строит барьер вокруг своих колоний, который противодействует попыткам бактерий проникнуть в них, облегчает питание амеб и защищает их от окислительный стресс.
"Мы были удивлены, обнаружив, что при контакте с некоторыми типами грамотрицательных бактерий, таких как Klebsiella pneumoniae, но не с грамположительными бактериями, D.discoideum выделяет в свое окружение большое количество CadA, белка, до сих пор известного только как молекула клеточной адгезии, которая способствует развитию амебы», - сказал автор корреспондента доктор Адам Куспа, профессор биохимии и молекулярной биологии, старший вице-президент и декан "Мы проанализировали CadA и определили, что это лектин, молекула, которая связывается с углеводами, а смешивание CadA с K. pneumoniae привело к образованию скоплений бактерий".
Куспа и его коллеги затем исследовали влияние отсутствия CadA на способность амебы образовывать колонии или бляшки на пленке бактерий, типичных лабораторных условиях для изучения амеб. Они удалили ген CadA и обнаружили, что только 20 процентов амеб выживали и образовывали бляшки, когда их выращивали на пленке K. pneumoniae. Но те же амебы с дефицитом CadA росли так же, как и амебы с CadA, когда их выращивали на грамположительных бактериях.
«Было совершенно неожиданно, что секретируемый CadA важен для формирования амебных колоний на одних типах бактерий, но не на других», - сказал первый автор, д-р. Тимоти Фаринхольт, который был аспирантом в лаборатории Куспа, когда работал над этим проектом. «Когда мы добавили экзогенный CadA к амебе с дефицитом CadA, амеба образовала в три раза больше колоний, чем когда CadA был недоступен».
В целом эксперименты показали, что CadA важен для прохождения амёбой начальных стадий, ведущих к образованию бляшек, и что, как только бляшка достигает определенного размера, CadA больше не нужен для поддержания жизни амеб на бактериальной пленке..
Но как CadA помогла D. discoideum выжить в море опасных для жизни K. pneumoniae?
Серия микроскопических исследований показала четкую границу между амебной колонией и окружающими бактериями, что свидетельствует о том, что CadA формирует барьер, препятствующий проникновению живых бактерий в амебный налет. Поскольку CadA связывается с K. pneumoniae и агглютинирует или склеивает бактерии, амебы притягиваются к этим бактериальным скоплениям и питаются ими по краям бляшки. Дополнительные эксперименты показали, что при наличии CadA амебы, активно питающиеся по краям бляшки, имеют более низкий уровень окислительного стресса, чем при отсутствии CadA.
«Амебы, живущие в почве, постоянно подвергаются воздействию огромного количества гетерогенных групп бактерий, а CadA и другие лектины, которые мы и другие определили, позволяют амебам распознавать определенные виды и адаптироваться, чтобы выжить», - сказал Куспа.