После того, как антибиотик прекращает свое действие, бактерии возвращаются к первоначальному виду
Учитывая ситуацию с «супербактериями», появляющимися во многих видах, от людей до дельфинов, понимание того, как бактерии могут получить устойчивость к антибиотикам, чрезвычайно важно.
«Мы обнаружили, что клетки Caulobacter crescentus могут подвергаться серьезным изменениям формы», – пишет команда в новом исследовании. – «После удаления антибиотиков клетки восстанавливают свою оригинальную форму через множественные поколения».
В 2019 году, другая группа исследователей обнаружила нечто подобное – бактерии меняли форму (на нечто более аморфное), чтобы избежать антибиотиков.
Но в том случае бактерии разрывали всю клеточную стену, чтобы противостоять медикаменту, а в этом исследовании ученые обнаружили, что клеточная стена оставалась неповрежденной, однако значительно растягивалась, чтобы сформировать очертания буквы «С», сообщает Science Alert
Чтобы разобраться с этим, команда из университета Карнеги Меллон, университетского колледжа Лондона и университета Чикаго взяли бактерию C. crescentus – которую обычно можно найти в пресноводных озерах и ручьях – добавили небольшое количество антибиотика широкого спектра действия хлорамфеникола и наблюдали за ростом и делением бактерий.
Количества антибиотика было недостаточно, чтобы убить большинство бактерий, но он заметно замедлил скорость их роста.
После около 10 поколений контакта с низкой дозой антибиотика, C. crescentus начали физически изменяться – увеличиваться и сгибаться как буква «С». Этого было достаточно для того, чтобы скорость роста бактерий увеличилась до почти начального уровня.
«Используя эксперименты с одиночными клетками и теоретическое моделирование, мы демонстрируем, что изменение формы клеток действует как стратегия обратной связи, чтобы бактерии лучше адаптировались к выживанию с антибиотиками», – говорит первый автор, биофизик из университета Карнеги Меллон Шиладитья Банерджи. – «Такие изменения формы позволяют бактериям преодолеть стресс от антибиотиков и возобновить быстрый рост».
После удаления антибиотиков бактерии вернулись к изначальной длинной прямой форме после нескольких поколений.
«Этот результат предполагает новый механический способ адаптации, который бактерии могут освоить для противодействия антибиотикам, и открывает двери для будущих молекулярных исследований роли формы клетки в ответе на антибиотики», – пишет команда.
Читайте еще: COVID-19 может вызывать забывчивость, психозы, мании или заикание
Исследователи считают, что увеличение ширины (и, таким образом, объема) клеток помогает растворить количество антибиотика внутри бактерии, в то время, как и изгиб и ширина клетки могут снизить соотношение между поверхностью и объемом, пропуская меньше антибиотика через поверхность клетки.