Прорив у біології: бактерії мають почуття нюху

Бактеріі є причиною виникнення одних із самих відразливих запахів на землі, але як вдалося з'ясувати вченим, бактерії і самі мають почуття нюху.

Команде морських мікробіологів з Ньюкасловского університету, вперше вдалося виявити у бактерії наявність молекулярного "носа", який дозволяє розпізнавати переносяться по повітрю хімікати, що володіють запахом, такі як аміак.

Іх дослідження було опубліковано в сьогоднішньому номері журналу Biotechnology Journal. Вони описали, механізм нюху бактерії, яка здатна вловлювати наявність летючих хімікатів у повітрі, наприклад аміаку, який виробляють бактерії в процесі своєї життєдіяльності.

Ісследованіе, яке очолив доктор Рейндерт Ніджленд, дозволило виявити, що бактерії реагують на запах створенням біоплівки (шар мікроорганізмів) або слизу. Розрізнені бактерії об'єднуються разом, з метою колонізації життєвого простору і придушення конкуренції.

Біопленка є причиною виникнення інфекції на медичних імплантатах, таких як серцеві клапани, штучні стегна і грудні імплантати. Більш приземлений приклад біоплівки - наліт на зубах. Також відома під назвою 'біоуражень', плівка приносить морської індустрії мільйонні збитки, сповільнюючи хід кораблів і вимагаючи додаткової витрати палива. Але биопленка приносить не тільки шкоду. Вона може харчуватися нафтою, що дозволяє задіяти біоплівку для очищення від розливу нафти.

Доктор Нідждленд, який проводив дослідження, розповів, що це відкриття дозволить поглибити наше розуміння процесу формування біоплівок і удосконалити наші вміння з управління біоплівки для вилучення пользи.

"Вперше отримані відомості про бактеріальному 'носі', який здатний унюхівать потенційних конкурентів", - сказав він.

"Плівка грає важливу роль в медицині та у виробництві. Виявлений нами факт формування клітинами плівки, після контакту з аміаком, має важливе значення для розуміння процесів формування біоплівок і прикладного їх застосування ".

"Наступним кроком стане ідентифікація носа або органу, який власне і відчуває запах".

Ето дослідження показує, що бактерії мають, принаймні, чотирма з п'яти почуттів: чутливість до світла - зір, експресія генів у відповідь на контакт - дотик, реакція на хімікати і токсини у навколишньому середовищі, при прямому контакті - почуття смаку, або через повітря - нюх.

Амміак - це один з найпростіших джерел азоту - основного поживної речовини, яке бере участь у процесі росту колонії бактерій. Для експерименту були взяті два конкуруючих виду бактерій Bacillus subtilis і B.licheniformus, які поширені в грунті. Команда виявила, що обидва види виробляли біоплівку у відповідь на наявність у повітрі аміаку. При цьому, чим далі дві бактеріальні колонії знаходилися один від одного, тим менша кількість плівки утворювалося.

К подив учених, ізольовані один від одного культури бактерій мимовільно утворювали біоплівку, при цьому ті бактерії, які найближче знаходилися до "добре нагодованою" бактеріям, створювали найбільшу кількість плівки.

Едінственним поясненням цього феномена, є здатність бактерій вловлювати присутність аміаку в повітрі, який випускають сусідні культури.

Доктор Ніджленд пояснив, що биопленка служить одночасно захисним бар'єром і засобом пересування бактерій, які "учуяли" аміак.

"Можна припустити, що аміак надає бактеріям інформацію про те, що недалеко знаходиться джерело поживних речовин. Адже аміак виділяється в процесі переробки бактеріями поживних речовин ", - сказав він.

"Бактерії відчувають це і організовуються в біоплівки, що дозволяє їм вступити в боротьбу з іншими видами, які першими знайшли цей джерело поживних речовин. Також биопленка спрощує процес міграції до джерела живлення ".

Ранее вважалося, що почуттям нюху володіють тільки складні форми життя, відомі під назвою еукаріоти (організми зі сформованим клітинним ядром, до яких відносяться практично усі види, окрім бактерій).

"Якщо такі прості організми, як бактерії, мають почуття запаху, то можна припустити, що ця здатність еволюціонувала набагато раніше, ніж припускали вчені ", - заявив доктор Ніджленд.

Руководітель проекту, професор Грант Бургесс, завідувач лабораторією Dove Marine Laboratory, заявив, що отримані відомості про реакцію бактерій на подразники володіють величезним потенціалом.

"Почуття нюху притаманне безлічі створінь, навіть дріжджам і Слизовики, але наша робота вперше продемонструвала, що навіть нижчі бактерії володіють відчуттям запаху ".

"Ми зробили поки тільки перші кроки, і нам належить виконати ще багато роботи, але це важливий прорив, який показує, наскільки складно влаштовані бактерії і як вони спілкуються один з одним ".

"Бактеріальна інфекція вбиває мільйони людей щороку і розкриття механізмів спілкування ворогуючих між собою видів бактерій, є важливим кроком на шляху до збереження життя цих людей. Це дослідження дозволило відкрити невідомі раніше способи комунікації бактерій один з одним "

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg

• Одинокий дельфин развил уникальный язык
• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции
• Обнаружен неожиданно крупный вид древнего млекопитающего в Патагонии
• Путешествия мамонтов связаны с самыми ранними охотничьими лагерями Аляски
• Серые рифовые акулы меняют наши представления о том, как они дышат
• У Галапагосских островов обнаружили корраловый риф
• Обнаружено фильтрующее питание, подобное китовому, у доисторического морского рептилии
• Мини-кенгуру возвращаются в Южную Австралию после исчезновения на 100 лет