Группа исследователей из Национального центра научных исследований Франции в сотрудничестве с Университетом Поля Сабатье впервые рассекретила механизм, который защищает бактерии от воздействия антибиотиков и токсичных веществ.
Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
В рамках проведенных экспериментов было проверено, как различные классы антибиотиков воздействуют на популяции стрептококка Streptococcus pneumoniae — бактерий, вызывающих пневмококковые инфекции. Основной целью ученых было изучение стресс-индуцируемой системы, ответственной за регуляцию активности генов в зависимости от количества и плотности бактериальных клеток в популяции.
Когда бактерии подвергаются стрессу, их генетическая активность изменяется, что делает их более устойчивыми к летальным дозам антибиотиков. Бактерии также начинают вырабатывать специальные сигналы тревоги — алармоны, чтобы активировать соседние микроорганизмы.
Алармоны способствуют развитию компетентности у бактерий — способности принимать генетический материал от других организмов, включая ДНК, что повышает их стойкость к антибиотикам. Кроме того, данное состояние делает клетки более выживаемыми и устойчивыми к внешним воздействиям.
Исследователи обнаружили, что для подготовки бактерий, которые не испытывали стресс, к угрозе необходимо наличие достаточного количества алармонов. Это означает, что для успешной передачи сигналов необходимо значительное число бактерий, способных реагировать на стресс.
Чувство кворума помогает избежать излишних затрат энергии и обеспечивает согласованный ответ в популяции микроорганизмов. Постепенная активация приводит к различной компетентности клеток в популяции, что способствует разнообразию и повышает шансы на выживание всей группы бактерий.
Это открытие открывает путь к разработке новых методов лечения антибиотиками, воздействующими на бактериальную коммуникацию, что может улучшить эффективность терапии.
