Альбер, Винсент Дж. Профессор прикладной математики семьи Дункан и Шраут, доцент кафедры гражданского строительства, окружающей среды и наук о Земле, изучали синегнойную палочку, условно-патогенный микроорганизм, вызывающий как острые, так и хронические инфекции.
«Хотя эта вездесущая экологическая бактерия редко заражает здоровых людей, она является распространенным патогеном среди восприимчивых групп населения, таких как люди с муковисцидозом, жертвы ожогов, пациенты с аппаратом искусственной вентиляции легких и те, у кого была реконструкция кишечника», — сказал Шраут. "Pseudomonas aeruginosa является одним из наиболее распространенных возбудителей внутрибольничных инфекций и причин смерти пациентов отделения интенсивной терапии."
Исследователи исследовали, используя комбинацию экспериментов и компьютерного моделирования, как бактерии роятся в группах, содержащих миллионы клеток.
«В этой статье мы показываем, что придатки этой бактерии, называемой« пили », соединяются вместе, чтобы изменить групповое движение и дать скопившимся группам форму тормозной силы», — сказал Альбер."Эти бактериальные рои могут менять свое движение как группа, чтобы избежать токсинов. Мы показали это, продемонстрировав, что бактерии с пилями будут избегать области, содержащей антибиотик, но клетки без этих пилей не замедляют своего движения, роятся в области антибиотика и погибают."
Хотя исследование было сосредоточено на синегнойной палочке, результаты потенциально могут дать представление о поведении других бактерий.
«Это очень фундаментальное открытие, которое дает нам представление о реакции и контроле бактерий, которые изменяют их поведение как целой группы», — сказал Шраут. Эти знания могут быть полезны для понимания того, как патогены и другие бактерии могут уклоняться от соединений, которые мы можем использовать для борьбы с ними, и для углубления нашего понимания того, как некоторые инфекции становятся так трудно вылечить."
«Следующие шаги должны более конкретно определить, как отдельные клетки ведут себя в этих роящихся группах, чтобы детализировать, как они координируют свое движение, а затем применить эти знания для понимания колонизации различных типов поверхностей, таких как человеческие клетки или медицинский пластик», — сказал Альбер.
Исследование опубликовано в Трудах Национальной академии наук (PNAS).
Исследование финансировалось за счет гранта Национального института здоровья (NIH).