Бактерии — они почти как люди. Некоторые из них даже способны к самопожертвованию и готовы пойти на верную гибель — все во благо общества. Бактериального, конечно.

Бактерии сальмонеллы (окрашены зеленым) в кишечнике мыши (окрашен синим и красным)

Действительно, как показало исследование швейцарских ученых во главе с Мартином Акерманном (Martin Ackermann), отдельные клетки в бактериальной популяции способны приносить свою жизнь на алтарь «общего дела». В ряде случаев это играет важнейшую роль для выживания популяции в целом.

Для исследования этой не самой обычной биологической концепции ученые использовали патогенные бактерии сальмонеллы. Стоит сказать, что вызываемые этими микробами болезни человека не только весьма неприятны, но порой и смертельно опасны. Когда несчастный человек поедает зараженную сальмонеллой пищу (обычно это куриные яйца или мясо курицы), бактерии попадают в желудочно-кишечный тракт; начинается заражение, которое сопровождается изнурительной и длительной рвотой и диареей.

По счастью, обычно сальмонеллы не слишком хорошо растут и размножаются в условиях кишечника, где им приходится конкурировать с более успешными постоянными обитателями нашего живота. Однако именно диарея вызывает массовый «выброс» обычной микрофлоры из кишечника — это можно рассматривать, как инструмент конкурентной борьбы. Приводящее к диарее раздражение вызывает лишь часть всей популяции сальмонелл, бактерии, проникающие в ткани кишечника. Здесь с ними быстро расправляется иммунная система. Но дело оказывается сделано.

Как показали ученые во главе с Акерманном, уже внутри кишечника популяция сальмонелл разделяется на две группы. Первая внедряется в ткани, вызывая раздражение и диарею — и гибнет. Вторая же дожидается, покуда ослабление конкурирующих бактерий не позволит им начать действовать — и размножиться колоссально.

Интересно, однако, что заставляет отдельные конкретные бактерии сальмонеллы перейти к политике «самопожертвования», или остаться в общей массе и воспользоваться плодами гибели других бактерий? Генетически обе группы бактерий друг от друга ничем не отличаются. Ученые выяснили, что это разделение происходит в ходе процесса, имеющего место во время деления клеток. Некоторые компоненты материнской клетки разделяются между двумя дочерними клетками случайным образом. Это различие постепенно приводит к формированию двух клеточных «рас».

Не так давно биологи выяснили, что подобные случайные процессы могут иметь серьезное влияние на судьбы отдельных клеток. Теперь же можно даже показать на ясном примере, для чего они существуют: два фенотипа бактерий-сальмонелл используют «разделение труда», достигая такого результата, которого не смогли бы достичь, используя лишь одну из стратегий поведения. По мнению ученых, среди патогенных бактерий подобный опасный для людей метод может быть весьма распространен.

Между прочим, изучая бактерии сальмонеллы, ученые сделали и ряд других интересных находок. К примеру, побывав на орбите и вернувшись оттуда, такие микробы становятся намного опаснее. Читайте: «Зараза на станции».

По пресс-релизу ETH Zurich