Искусственно созданные бактерии со встроенным в геном «модулем самоубийства» демонстрируют выгоды для популяции от гибели индивидуумов в неблагоприятных условиях.
Бактериальное самопожертвование: Элемент суицида

Исследования апоптоза (программируемой клеточной смерти) у бактерий ведутся уже довольно продолжительное время. «Суицидальные наклонности» могут проявляться, например, при недостатке аминокислот. Считается, что такое поведение обусловлено преимуществами для популяции в целом. Исследователи решили проверить это на опыте, выразив выгоду от «самоубийства» отдельных бактериальных клеток в количественных показателях.

Для проведения эксперимента они создали генетически модифицированную кишечную палочку (E. Coli), в геном которой был внедрен «модуль самоубийства», заставляющий клетку самоуничтожаться при встрече с антибиотиком (6-аминопенициллановая кислота, ядро молекулы антибиотика пенициллина), несмотря на имеющиеся шансы выжить. В этом случае другой искусственно созданный генетический фрагмент — «модуль пользы» — высвобождал видоизмененный фермент бета-лактамазу, способный защитить оставшиеся бактерии от антибиотика.

Исследователи выявили оптимальное количество «альтруистов», которые должны пожертвовать собой для сохранения популяции. Результаты работы позволили заполнить пробел в понимании эволюционной динамики программируемой клеточной смерти у бактерий, а также предложить объяснение эффекта ускоренного роста бактерий при применении слишком высоких доз антибиотиков.

Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Systems Biology