Открытие ученых поможет победить устойчивость бактерий к антибиотикам

Новое исследование, проведенное учеными из Университета Техаса в Остине, показало, что уровни железа в окружающей среде запускают формирование особого рода "памяти" у бактерий, влияющей на их последующее поведение. Эта "память" передается и будущим поколениям бактерий. Открытие может иметь значительное приложение в предотвращении бактериальных инфекций и борьбе с проблемой устойчивости к антибиотикам.

Исследование сфокусировано на бактериях E. coli, которые реагируют на свое окружение, основываясь на предыдущем опыте, что является формой "памяти", влияющей на их принятие решений. Эта "память" передается от одного поколения бактерий к другому.

"Бактерии не имеют мозга, но они могут собирать информацию из своего окружения и, если они часто сталкиваются с этой средой, они могут хранить эту информацию и быстро обращаться к ней позже для своей выгоды", - говорит Соувик Бхаттачарья, ведущий автор исследования.

Ключевым элементом в сборе информации и "памяти" бактерий является железо. Ученые обнаружили, что "железная память" предварительно существует у свободно плавающих бактериальных клеток и усиливается актом роения. Клетки с низким уровнем железа лучше справляются с роением, в то время как клетки, формирующие биопленки - плотные скопления бактерий, прикрепленных к поверхности и/или друг к другу, - имеют высокие уровни железа.

Исследователи наблюдали, что "железная память" материнской клетки, коррелирующая с ее потенциалом к роению, передается до четвертого поколения дочерних клеток. Хотя "память" естественно теряется к седьмому поколению, искусственное воздействие на уровни железа позволяло ей сохраняться гораздо дольше.

На основании своих результатов исследователи предположили, что низкие уровни железа запускают "память" бактерий, заставляя их формировать быстро движущиеся мигрирующие рои, которые ищут железо в окружающей среде. Когда уровни железа высоки, "память" подсказывает бактериям оседать и создавать биопленку.

"Уровни железа определенно являются целью для терапевтических средств, так как железо является важным фактором в вирулентности", - говорит Бхаттачарья. "В конечном итоге, чем больше мы знаем о поведении бактерий, тем легче с ними бороться."

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.