Война микробов: как бактерии побуждают вирусы уничтожать своих конкурентов
Специалисты из Университета Индианы в Блумингтоне сделали открытие, которое может изменить подход к борьбе с антибиотикорезистентными бактериями и расширить наше понимание взаимодействий в микробных сообществах. В своем исследовании ученые под руководством Дж.П. Гердта, доцента кафедры химии, обнаружили, что бактерии способны использовать вирусы, чтобы ослаблять своих конкурентов.
Давно известно, что бактерии активно конкурируют за ресурсы, выделяя антибиотики для уничтожения соперников. Однако новая работа показала, что бактерии обладают более сложными стратегиями. Они могут секретировать вещества, которые подрывают иммунитет конкурентов, предоставляя вирусам (бактериофагам) возможность атаковать и уничтожать их.
В ходе экспериментов с двумя типами бактерий, Streptomyces sp и Bacillus subtilis, ученые выявили, что Streptomyces sp выделяет метаболит под названием коэлехелин. Этот природный продукт связывает железо, жизненно необходимое для защиты Bacillus subtilis от атак бактериофагов. Без достаточного количества железа Bacillus subtilis теряет способность эффективно сопротивляться вирусным инфекциям, что дает Streptomyces sp значительное преимущество.
Железо играет ключевую роль в жизнедеятельности бактерий, и его дефицит может нарушить важнейшие биологические процессы. Streptomyces sp, таким образом, создает агрессивную среду, где ослабленный конкурент становится легкой добычей для окружающих вирусов. Это открытие подчеркивает, насколько значимы химические взаимодействия между микроорганизмами в борьбе за выживание.
«Мы показали, что химические вещества, производимые соседними организмами, могут существенно влиять на эффективность иммунной системы бактерий», — пояснил Гердт.
Результаты исследования имеют значительный потенциал для медицинских приложений. Совмещение химических веществ, подобных коэлехелину, с бактериофагами может стать новым оружием в борьбе с инфекциями, устойчивыми к антибиотикам. Эта концепция предполагает использование естественных процессов взаимодействия между бактериями и вирусами для контроля патогенных микроорганизмов.
Подобные взаимодействия, вероятно, формируют не только микробные сообщества в почве, но и микробиомы человека. Они влияют на наше здоровье, производство пищи и лекарств. Изучение этих процессов поможет лучше понять, как микробы конкурируют и взаимодействуют в сложных экосистемах.
Ранее ученые нашли неожиданную критическую уязвимость резистентных бактерий.
