Микробиологи разобрались, как бактерии чувствуют прикосновения

На примере непатогенных бактерий рода Caulobacter учёные доказали, что микроорганизмы имеют "чувство осязания".
Иллюстрация University of Basel, Biozentrum.

Читайте нас в Telegram

Как известно, человек обладает пятью основными видами чувств, одним из которых является осязание (или тактильное чувство). Это способность ощущать прикосновения, давление, вибрации, фактуру объектов и другие внешние воздействия. Воспринимаются они за счёт рецепторов, которые расположены в коже, мышцах, слизистых оболочках.

Эти рецепторы делятся на два вида: нервные окончания, окружающие волосяные луковицы, и капсулы, состоящие из клеток соединительной ткани. Чувство осязания, таким образом, присуще всем живым организмам, которые имеют подобные рецепторы. И, как оказалось, некоторым другим.

Команда учёных из Базельского университета (Швейцария) выяснила, что бактерии также обладают своеобразным осязанием. Хотя, напомним, они не имеют сенсорных органов и нервной системы.

Ранее было известно, что бактерии реагируют на химические сигналы и общаются между собой, в том числе "на ощупь".

Но это не всё, на что они способны. По словам авторов новой работы, микроорганизмы могут также ощущать поверхность и реагировать особым образом на этот механический стимул в течение нескольких секунд. Кроме того, бактериям "чувство осязания" помогает понять, с каким типом поверхности они контактируют (с слизистой оболочкой, стенкой кишечника и так далее), а затем атаковать и колонизировать "хозяйские" клетки.

Специалисты поясняют: различные ткани и поверхности нашего тела являются "входными воротами" для бактерий. Первое прикосновение, как правило, становится самым важным моментом для успешного проникновения в организм разного рода инфекций. Для некоторых микроорганизмов, к примеру, механическая стимуляция служит своеобразным провоцирующим фактором: при соприкосновении с поверхностью патоген приобретает способность повреждать ткань хозяина и как бы "прокачивает" свою вирулентность (способность заражать организм).

Всё это микробиологам было известно, однако до сих пор они не знали, что сами бактерии чувствуют, когда находятся на поверхности той или иной ткани. А ведь микроорганизмы знают, что именно эти несколько секунд станут решающими для их будущей жизнедеятельности.

Исследования проводились на примере непатогенных бактерий рода Caulobacter. Как и у многих других бактерий, у них есть жгутик, который помогает при передвижении. Они используют его как весло, а сам жгутик в движение приводит расположенный в мембране "мотор".

Этот "мотор" и используется в качестве чувствительного органа, говорят учёные. Поскольку мышцы у микроорганизмов отсутствуют, их движение определяется энергией, генерируемой переносом протонов через ионные каналы клеточной мембраны. При контакте с какой-либо поверхностью "мотор" останавливается, и поток протонов прерывается. Для микроорганизма это становится сигналом, который стимулирует образование белка адгезина. Этот структурный компонент клеточной мембраны служит биоклеем, помогая микроорганизму закрепиться на поверхности.

По словам авторов, это первый случай в микробиологии, когда удалось зафиксировать изменение поведения бактерии в ответ на определённый сигнал.

Несмотря на то, что микроорганизмы рода Caulobacter для человека безвредны, результаты работы, опубликованной в журнале Science, очень важны для понимания природы инфекционных заболеваний, полагают эксперты. Те же механизмы наверняка характерны и для патогенов, и их изучение поможет разработать новые способы профилактики и лечения болезней, заключают исследователи.

Добавим, что ранее учёные выявили у бактерий чувство обоняния.

Сегодня