Исследователи из Университета штата Аризона показали неожиданные способы движения бактерий

Новое исследование Университета штата Аризона выявило, что бактерии могут передвигаться даже при отключении привычных механизмов движения. Обычно микробы используют жгутики, тонкие вращающиеся структуры, толкающие клетки вперед, но ученые обнаружили альтернативные способы перемещения по поверхностям.

В первом исследовании команда Навиша Вадхвы показала, что кишечная палочка и сальмонелла способны мигрировать по влажным поверхностям, даже когда их жгутики не работают. Передвижение обеспечивается метаболической активностью. Ферментация сахаров приводит к выделению кислотных побочных продуктов, которые притягивают воду к колонии и создают микропотоки, медленно выталкивающие бактерии наружу.

Этот тип движения ученые назвали «завихрением». Он объясняет, как бактерии могут колонизировать медицинские приборы, раны и оборудование пищевой промышленности. При этом добавление поверхностно-активных веществ полностью останавливает это скольжение, но не влияет на привычное роение с использованием жгутиков, что указывает на разные физические механизмы движения.

Второе исследование сосредоточилось на флавобактериях, которые не умеют плавать, но перемещаются с помощью молекулярного конвейера, системы секреции типа 9 (T9SS). Белок GldJ в этой системе действует как переключатель направления движения. Мутации в нем меняют направление вращения конвейера, что позволяет бактериям корректировать траекторию при сложных условиях.

Система T9SS также влияет на здоровье человека. В полости рта бактерии с T9SS связаны с воспалением и заболеваниями десен, а в кишечнике белки, секретируемые через этот механизм, защищают антитела и поддерживают иммунитет. Контроль T9SS может помочь предотвращать образование биопленок и направленно регулировать микробиом.

Оба открытия подчеркивают, что бактерии обладают множеством стратегий перемещения, и подавление жгутиков может быть недостаточно для остановки их распространения. Факторы окружающей среды, такие как наличие сахаров, уровень pH и химический состав поверхности, могут существенно влиять на движение микробов. Вмешательство в метаболические процессы или молекулярные системы, вроде T9SS, может стать новым инструментом для контроля бактерий и предотвращения инфекций.

«Открытие необычных механизмов движения и секреции показывает, как бактерии точно регулируют подвижность в динамичной среде. Понимание этих систем не только углубит наши знания об эволюции микроорганизмов, но и поможет создавать биоинженерные наномашины и новые терапевтические технологии», — отметил Шривастава, научный сотрудник Университета штата Аризона.