Микробиологи из Южной Кореи сообщили на этой неделе в mBio, что бактерия Chromobacterium piscinae вырабатывает цианид, когда подвергается нападению Bdellovibrio bacteriovorus HD100, микробного хищника, обитающего в реках и почвах, который проглатывает свою добычу изнутри. Исследователи обнаружили, что жертва вырабатывала достаточно высокие уровни цианида, чтобы ингибировать, но не убивать B. bacteriovorus HD100.
Эксперименты показали, что C. piscinae производит защитный цианид в богатом питательными веществами бульоне. В среде, лишенной питательных веществ, он не производил цианид и потреблялся. Исследователи подозревают, что бактерии, вероятно, используют какой-то ингредиент в бульоне для производства цианида. Это наблюдение подразумевает, что защита бактерий может зависеть от их местонахождения - и, в более общем смысле, бактерии могут иметь защитные механизмы, которые срабатывают в одних условиях, но не срабатывают в других.
Изучение таких механизмов может привести ученых к лучшему пониманию того, как некоторые патогенные бактерии защищают себя от антибиотиков, говорит микробиолог и руководитель исследования Роберт Митчелл. Его лаборатория в Ульсанском национальном институте науки и технологий в Южной Корее занимается изучением того, как микробная добыча защищает себя от хищников. Они изучают, как бактериальные хищники, такие как B. bacteriovorus HD100, могут быть оптимизированы как «живые антибиотики», которые могут нацеливаться на бактериальные патогены.
Исследование предполагает, что микробы могут иметь средства для сопротивления хищникам, которые проявляются только в определенных окрестностях. «Сопротивление может присутствовать, но мы его не находим, потому что ищем в неправильных условиях», - говорит он.«Это исследование похоже на предупреждение. Чтобы понять, как микробы могут сопротивляться лечению, нам нужно посмотреть на реальные условия в организме хозяина».
Новые результаты mBio согласуются с работой, опубликованной ранее в этом году группой Митчелла, в которой были выявлены соединения в крови человека, которые ингибируют хищничество инфекционных бактериальных штаммов, таких как E. coli и Salmonella enterica, B. bacteriovorus HD100.
Когда исследователи искали ключи к разгадке того, как C. piscinae сопротивляется хищникам, Митчелл говорит, что они не ожидали найти цианид. Их исследование началось, когда в более ранних экспериментах они заметили, что бактерия пережила атаки в среде, богатой питательными веществами. Однако в бедной питательными веществами среде хищник съедал добычу.
Их первым подозреваемым был виолацеин, метаболит, вырабатываемый C. piscinae, который структурно подобен соединению, которое они ранее связывали с хищническим торможением. Однако эксперименты показали, что это не так.
«Нам пришлось просмотреть литературу, чтобы найти что-то еще, чего мы не знали», - говорит Митчелл.
В конечном счете, один из его учеников назвал виновником цианид. Исследователи подтвердили, что C. piscinae продуцирует большое количество цианида при культивировании в богатом питательными веществами бульоне, а культивируемые в HEPES, бедном питательными веществами буфере, этого не делают. Дальнейшие эксперименты подтвердили, что цианид ингибирует B. bacteriovorus HD100. Цианид не отравил C. piscinae. «Некоторые данные нашего исследования предполагают, что бактерии-жертвы могут его разлагать», - говорит Митчелл.
Теперь группа планирует изучить, как другие хищные бактерии реагируют на цианид, а также другие факторы, которые потенциально могут ингибировать или негативно влиять на хищную активность микробов.