Привереда растет за компанию
Деятели науки рассказали о загадочном микробе, который соглашается расти только в компании
Речь идет о некультивируемых бактериях - ТМ7, они буквально не желали расти в обычных микробиологических средах, однако деятелям науки все-таки подобрали условия для их выращивания в лаборатории. Однако и тут данные весьма своенравные микроорганизмы проявили некоторую строптивость, и этакому привереде специалистам пришлось создавать не только особый состав среды, и обеспечить для него «присуствие» второго обязательного бактериального компаньона - актиномицета. Дело в том, что ТМ7 - это, собственно,
паразитирующий на актиномицете его попутчик, который начинает по-настоящему губительные действия лишь тогда, когда у него возникает острый и резкий дефицит питания. В этом случае у данного попутчика действует непреложное правло про то, что «режим питания нарушать нельзя».
При всем при этом он - «будучи непременным компонентом болезнетворной микрофлоры ротовой полости человека» - способен подавлять так называемый имунный ответ и помогать таким образом «распространению инфекции».
Деятели науки предполагают, что в силу этого «так и не смог избавиться» от этого попутчика.
Между тем, биохимические аспекты отношений ТМ7, актиномицета и человека, безусловно, важны для исследователей: ученые в них ищут не только основу для создания новых препаратов от болезней ротовой полости, но и отыскивают тонкости и нюансы так называемого стрессового ответа и ответы на загадку сокращения геномов у паразитических форм.
И на этом пути ученым открывается буквально необычное. Американские микробилоги в работе с «привередой» сумели не только прочитать «необычный геном совсем необычной бактерии», но открыть для себя немало нового, об этом в своем пересказе публикации в PNAS повествуют «Элементы».
«Этот вид, TM7, установленный по фрагментам ДНК, выявляется в микрофлоре ротовой полости людей, в иле аэротенков, а также в торфянистых почвенных пробах. В данной работе ученые сфокусировали внимание на штаммах из ротовой полости. Из прежних работ известно, что количество ТМ7 увеличивается при некоторых заболеваниях ротовой полости, например при периодонтите. Так что интерес к этой бактериальной форме не только академический, но и медицинский.
Бактерий удалось культивировать на особой среде, разработанной 5 лет назад специально для выращивания микроорганизмов из ротовой полости. Но в одиночку ТМ7 все равно не растут: как выяснилось, им для этого необходим сожитель — другой бактериальный организм, актиномицет Actinomyces odontolyticus. И тот и другой устойчивы к стрептомицину — собственно, по этому признаку и удалось вычленить эту пару.
Внешне, под микроскопом, два сожителя выглядят как виноградины на ветке: мелкие округлые ТМ7 прикреплены к палочковидному актиномицету. ТМ7 является паразитом актиномицета: он словно плющ на стволе дерева. Но в обычных условиях особого вреда актиномицету он не приносит, тем более что это единственный вид актиномицета, на который нацелился ТМ7.
Губительное влияние паразитизма сказывается только в критических обстоятельствах, при голодании. В этих критических условиях ТМ7 растворяет клетки актиномицета и, по всей видимости, использует для своего собственно пропитания. Актиномицет, окруженный гроздьями ТМ7, испытывает стресс, заставляя вовсю работать антистрессовые гены, а также защищается, образуя в присутствии неприятного сожителя покоящиеся споры.
Существует ли какая-то польза для актиномицета от присутствия ТМ7 — пока не известно. Но зато удалось доказать, что ТМ7 снижает иммунную защиту высшего хозяина — человека. Он тормозит экспрессию гена, отвечающего за деление макрофагов. Таким образом, иммунный барьер ослабевает и непосредственный хозяин — актиномицет — может беспрепятственно делиться и расти.
Так что в этой микробной политике все взаимоувязано, польза и вред становятся относительными. Но не эти отношения, пусть запутанные и рискованные, удивили ученых, а то, что выявилось при расшифровке генома ТМ7. Его геном оказался на удивление маленьким: он приближается по размеру к геномным рекордсменам-минималистам.
ТМ7, будучи паразитическим организмом, избавился от лишних и запасных генов и генных фрагментов. В этот список, как это ни удивительно, попали все гены, которые обеспечивают синтез аминокислот. За него это делают, по-видимому, актиномицеты. У них в присутствии ТМ7 в несколько раз повышена экспрессия генов, участвующих в синтезе аминокислот.
Таких «легкомысленных» паразитов, которые полностью избавились от аппарата синтеза аминокислот, ученые обнаружили впервые. Более того, транспортеры, которые могли бы участвовать в переносе аминокислот от актиномицета к ТМ7, определены только для небольшой части аминокислот. А как ТМ7 справляется с переправкой остальных аминокислот — неизвестно. Ясно, что с этим интересным объектом ученые будут работать и дальше: это важно и для выяснения генезиса многих болезней человека (и, соответственно, их лечения), и для понимания отношений внутри всё еще загадочного микромира,- разъясняется в пересказе.
Такая вот эволюция с новацией открылась деятелям науки у привереды. В микромире полно еще загадок и ученым в нем есть много чего еще разгадывать.