Большинство бактерий могут общаться друг с другом, секретируя сигнальные молекулы. Как только концентрация сигналов достигает критической плотности («Кворум»), бактерии могут координировать свое поведение. Только при достижении этой критической плотности популяции активируются определенные гены, которые приводят, например, к образованию биопленок или выражение факторов вирулентности.
Бактерии используют это так называемое «определение кворума» (QS) для синхронизации своего поведения с целью регулирования функций, которые приносят пользу всему населению.Наиболее часто используемые сигнальные молекулы — это N-ацил-L-гомосериновые лактоны (AHL), которые секретируются бактериями в свое окружение, где они легко могут быть включены другими клетками.
Затем AHL начинают связываться со специфическими QS-рецепторами, как только внутри клетки достигается определенная плотность.Флуоресцентное маркирование сигнального соединения для визуализации рецепторовИсследовательским группам под руководством профессора Карла Гадеманна (Базельский университет) и профессора Лео Эберла (Цюрихский университет) удалось визуализировать живые пути межклеточной коммуникации. Ученые добавили флуоресцентные метки к природным сигнальным молекулам AHL и смогли показать с помощью тестов с бактериальными культурами, что модифицированная сигнальная молекула избирательно связывается с рецептором Burkholderia cenocepacia QS.
B. cenocepacia является членом группы бактерий, которые, как известно, образуют биопленки в легких людей с ослабленным иммунитетом или пациентов, страдающих муковисцидозом, вызывая серьезные осложнения, такие как пневмония.Ученые также смогли обнаружить рецептор в местной популяции B. cenocepacia.
Здесь природная сигнальная молекула AHL конкурирует со своим искусственным аналогом за связывание с рецептором. Флуоресцентный маркирующий агент был равномерно распределен по живой клетке, что позволило впервые локализовать рецептор внутри цитоплазмы.Широкие возможности примененияИспользование флуоресцентно меченных аналогов AHL представляет собой простой в эксплуатации инструмент для визуализации рецепторов QS в живых клетках.
Таким образом, этот новый метод может использоваться для широкого круга приложений, таких как быстрый анализ QS в различных экологических и клинических образцах. Кроме того, это может привести к лучшему пониманию коммуникации между бактериями и хозяином, а также межклеточной коммуникации в популяциях бактерий.