Бактерии имеют память о взаимодействии со своими хозяевами
Помните игру «Мемори», в которую вы играли в детстве, где нужно было сопоставлять пары карт, сложенных лицевой стороной вниз? Так вот, не только люди могут играть в эту игру - бактерии тоже умеют запоминать, о чем свидетельствует недавнее исследование, проведенное под руководством доктора Иланы Колодкин-Гал из Института синтетической биологии имени Скоджена при Университете Райхмана.
Нет, эти бактерии не напрягают свой крошечный мозг, чтобы подобрать пары карт. Вместо этого они запоминают нечто гораздо более важное для своего выживания: как установить полезные отношения со своими хозяевами - будь то растение или человек.
Это особенно верно для бактерии Bacillus subtilis, которая широко используется в качестве пробиотика и агента биологического контроля.
Память бактерий охватывает несколько поколений
Эти бактерии могут вспомнить необходимые гены, связанные с колонизацией и симбиозом с хозяином, даже после того, как они были от него отсоединены.
Эта удивительная способность, которая может сохраняться на протяжении многих поколений, позволяет бактериям быстро и более эффективно приживаться на новом хозяине, чем бактериям, не имевшим ранее стабильного взаимодействия с хозяином.
Но в чем же секрет исключительной памяти этой бактерии? Помимо обычных подозреваемых - генов - ответ кроется также в обстоятельствах, при которых эти гены активируются.
Эксперты обнаружили, что гены, наследуемые в нескольких поколениях, демонстрируют устойчивость к стрессу, что подчеркивает критическую роль защитных сил, выработанных бактериями во время их колонизации.
Подобное наследование в нескольких поколениях может объяснить, почему связь между полезными бактериями и их хозяевами остается стабильной с течением времени. Исследовательская группа предполагает, что подобные механизмы могут играть роль в кишечнике человека, где полезные пробиотические бактерии одной и той же группы обеспечивают долгосрочную защиту от болезней.
Последствия для использования пробиотиков
Результаты исследования Bacillus subtilis, проведенного доктором Колодкиным-Галом, имеют большое значение для использования пробиотиков как в сельском хозяйстве, так и в здравоохранении.
Понимание того, как эти бактерии запоминают и реагируют на своих хозяев, может привести к созданию более эффективных рецептур пробиотиков.
В сельском хозяйстве эти знания могут повысить стабильность и эффективность полезных микробов, вносимых в сельскохозяйственные культуры, улучшая здоровье растений и повышая урожайность.
В здравоохранении это позволяет предположить, что выбор пробиотических штаммов с доказанной историей взаимодействия с кишечником человека может привести к более надежным результатам в управлении здоровьем кишечника и профилактике заболеваний.
Будущие направления исследований
Поскольку область микробной памяти продолжает развиваться, будущие исследования, вероятно, будут направлены на расшифровку конкретных генетических механизмов, обеспечивающих память и адаптацию у различных видов бактерий.
Изучение того, как факторы окружающей среды влияют на эту память, может дать представление не только о поведении бактерий, но и об их взаимодействии с различными хозяевами.
Кроме того, изучение других микробных сообществ, помимо Bacillus subtilis, может выявить универсальные принципы памяти и ассоциации, которые распространяются на микробиом человека, что в конечном итоге позволит усовершенствовать терапевтические стратегии для лечения различных заболеваний.
