Трёхмерная реконструкция демонстрирует скопление жгутиконосцев, готовых к спариванию под действием бактериального афродизиака.


Сложно не согласиться, что без бактерий на нашей планете невозможно и шагу ступить. Научные исследования регулярно пополняют копилку сведений о том, как эти микроорганизмы приложили руку к управлению в царствах животных, растений и грибов. А опыт общения бактерий с вирусами принёс человечеству знаменитую технологию направленного редактирования геномов c использованием систем CRISPR-Сas.

Теперь результаты новой научной работы впервые демонстрируют способность бактерий управлять сексуальным поведением эукариот (живых организмов, клетки которых содержат ядро), правда, пока только одноклеточных.

Объектом исследования стали воротничковые жгутиконосцы (Salpingoeca rosetta), которые являются одной из жизненных форм протистов – отдельного царства живых организмов. Известно, что размножаются они в основном бесполым способом, хотя и имеют гены, которые могли бы запустить процесс полового размножения. Ранее учёным удавалось заставить жгутиконосцев спариваться в лабораторных условиях, только лишив их пищи.

Команда специалистов во главе с Николь Кинг (Nicole King) из Калифорнийского университета в Беркли изначально занималась изучением того, как химические сигналы некоторых бактерий вызывают деление жгутиконосцев.

Неожиданно учёные обнаружили, что добавление к простейшим морской биолюминесцентной бактерии вида Vibrio fischeri привело к тому, что они начали спариваться, то есть размножаться половым путём. Забавно, что V. fischeri использовалась в экспериментах в качестве контроля, поскольку считалось, что она не оказывает на жгутиконосцев никакого влияния.

В ходе пристального рассмотрения оказалось, что бактерия вырабатывает особый белок (EroS), который попадает в окружающую среду и действует на простейших как афродизиак. Оттого, видимо, и название ему дали соответствующее.

EroS представляет собой фермент лиазу, который атакует мембраны жгутиконосцев, предположительно, расщепляя молекулы хондроитинсульфата. Последний состоит из сахаров, которые, в свою очередь, могут быть источником питания для бактерий.

А для жгутиконосцев этот процесс, вероятно, является сигналом к началу спаривания во вполне себе прямом смысле этого слова. Они собираются в плотные скопления, что повышает шансы на встречу с подходящей клеткой-партнёром. Затем жгутиконосцы попарно сливаются оболочкой и ядрами, обмениваются генетической информацией по механизму рекомбинации и расходятся уже совершенно другими клетками.

Интересно, что в природе оба организма, не по своей воле принявших участие в исследовании, существуют бок о бок в прибрежных районах морей и океанов. Учёные полагают, что в определённые сезоны онцентрация фермента в воде при скоплении бактерий провоцирует массовое спаривание жгутиконосцев. На данный момент остаётся только гадать о причинах столь необычного "партнёрства" в такой деликатной сфере, а также о технических деталях этого, наверняка, взаимовыгодного сотрудничества.

В пресс-релизе исследования авторы работы отмечают, что они открыли новое направление в биологии и не исключено, что скоро начнут появляться и другие неожиданные открытия в этой области. А в ближайшем будущем учёные из Беркли планируют разобраться, могут ли жгутиконосцы обходиться без бактериального "афродизиака" или же это их единственный путь к половому размножению.