Познакомьтесь с Bdellovibrio bacteriovorus, бактериальным хищником, который является эффективным убийцей грамотрицательных бактерий, таких как распространенная бактерия E. coli. Он присутствует в почве и, как и кишечная палочка, также может быть обнаружен в кишечнике человека, где существует сложная экосистема бактериальных обитателей.Этот свирепый бактериальный хищник проникает в свою жертву и пожирает ее изнутри, разделяя на четыре или шесть потомков.
Затем он открывает свою добычу и начинает охоту за следующей. B. bacteriovorus — грозный противник: он не только эффективный убийца, но и чрезвычайно быстр. Хотя длина самой бактерии не превышает одного микрометра, она может развивать скорость 160 микрометров в секунду, что делает ее «чемпионом мира» по скоростному плаванию и в десять раз быстрее, чем кишечная палочка.«Знание механизмов защиты и нападения у бактерий имеет решающее значение для будущей разработки потенциальных альтернатив антибиотикам», — объясняет д-р Даниэль Костер из отдела экологии, эволюции и поведения Еврейского университета в Иерусалиме.
«B. bacteriovorus убивает бактерии с помощью совершенно другого механизма действия, чем классические антибиотики, и поэтому хищные бактерии могут в будущем стать жизнеспособной альтернативой этим антибиотикам», — говорит Костер.Костер руководил исследованием вместе с учеными из Еврейского университета в Иерусалиме и Института нанонауки Кавли в Делфтском техническом университете в Нидерландах.Чтобы понять, как кишечная палочка способна выжить в присутствии такого эффективного хищника, исследователи создали для бактерий две разные среды.Первый имитировал микромасштабные особенности почвы, состоящей из 85 камер, каждая размером 100x100x15 микрометров, соединенных узким каналом.
Вторая среда представляла собой открытое пространство такого же размера без тонкого канала. Эти среды были созданы контролируемым образом с использованием технологий микротехнологии.Команда исследователей, состоящая из экспертов из разных областей — от микробиологии до нанотехнологий, от экологии до биофизики, — опубликовала свои выводы в журнале Proceedings of the Royal Society B: В открытой среде, которую можно сравнить с голым открытым пространством. на поверхности, у E. coli не было шансов выжить.
Большая часть населения была уничтожена за пару часов. Но оказалось, что он на удивление способен поддерживать здоровье населения в среде с множеством маленьких камер.Костер объяснил, как E. coli смогла выжить во фрагментированной среде: «Похоже, что группы E. coli« прячутся »во многих уголках фрагментированной среды, где они легко приклеиваются в виде биопленок, которые, вероятно, защищают их от B. . bacteriovorus. Наши результаты предоставляют важную информацию, потому что в естественной среде, такой как наш кишечник, бактерия также живет во фрагментированных пространствах ".
Пока точно не известно, как кишечная палочка способна защищаться от хищных бактерий, но исследование способствует пониманию поведения хищных бактерий, которые могут стать возможной альтернативой антибиотикам в будущем.«В будущем хищные бактерии могут быть, например, генетически модифицированы, чтобы целенаправленно воздействовать на вредные бактерии, оставляя доброкачественные бактерии нетронутыми. Таким образом, B. bacteriovorus может быть более селективным, чем применяемые в настоящее время антибиотики, и антибактериальная обработка может не потребоваться. повсеместное истребление кишечной флоры, имеющей важное значение для здоровья человека ».