Большая часть наших знаний о бактериях основана на изучении бактерий, плавающих в жидкости, но растет понимание того, что то, как бактерии физически взаимодействуют друг с другом и с поверхностями, имеет решающее значение для понимания их поведения. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, проливает свет на этот консенсус, показывая, что при взаимодействии с поверхностями бактерии используют наноразмерные щупальца, называемые пили, для осязания.
В статье «Обструкция ретракции пилуса стимулирует бактериальное восприятие поверхности» группа междисциплинарных исследователей показывает, что в случае с бактерией Caulobacter crescentus, модельным организмом, который разделяет свою жизнь между плаванием и прикреплением к поверхностям, физически блокируя втягивание его пили, вызывает прикрепление к поверхностям. Пили - это вездесущие микробные придатки, которыми обладают многие виды бактерий. Во время своего исследования ученые нашли новую технику для наблюдения и видеосъемки пили Caulobacter crescentus, подвергающихся динамическим циклам растяжения и втягивания. Они также смогли измерить силы, возникающие при втягивании этих нанометровых щупалец, и заметили, что в течение нескольких секунд контакта с поверхностью циклы прекращались. Это препятствие ретракции пилуса совпало с выделением адгезивного фиксатора, химического клея, необходимого для прочного прикрепления. Следовательно, бактериям необходимо сопротивление ретракции ворсинок, которое возникает при контакте с поверхностью, чтобы ощущать поверхности и обеспечивать более плотное прилегание. Следовательно, бактериям необходимо сопротивление втягиванию ворсинок, которое возникает при контакте с поверхностью, чтобы ощущать поверхности и выделять клей, благодаря которому они прочно прилипают.
Понимание этого механизма восприятия поверхности Caulobacter crescentus «может помочь нам понять, как другие бактерии чувствуют поверхность и контролируют свой рост, либо улучшая его в случае хороших бактерий, используемых, например, в биореакторах, либо ограничивая его как в случае размножения внутрибольничных патогенов на медицинских катетерах», - сказал д-р. Николя Биаис, доцент кафедры биологии Бруклинского колледжа и Центра аспирантуры Городского университета Нью-Йорка (CUNY).