Много лет люди думали бактерии, работавшие, просто потребляя ресурсы, пока они не закончились, и затем вход в постоянное, нерост, фаза. Работая с физиками из Кавендишской лаборатории, Ханна Гэймстер и Дэвид Саммерс от Отдела Генетики показали, что, поскольку ресурсы уменьшаются, бактерии переключаются на способ жесткой экономии, индивидуально решая потреблять меньше, пока условия не улучшаются.
Лета и Gaimster определили это поведение, изучив индол – химикат позади неприятного запаха в подгузниках младенцев (и также использовал в качестве компонента в духах) – ключевая сигнальная молекула у бактерий.Ученые много лет знали, что бактерии используют низкие концентрации индола, чтобы общаться друг с другом. Это исследование показывает впервые, что бактерии также используют химикат совершенно другим и драматическим способом – производящий высокие переходные импульсы индола, которые накапливаются в бактериальной клетке и заставляют ее входить в способ жесткой экономии.
Согласно Gaimster: «Эффекты низкой концентрации индола тонкие, но более высокие концентрации сделают вещи те, которые отменяют способность клеток разделить, или закрыть рост полностью».Работая с кишечной палочкой, Gaimster и Лета вырастил две культуры бактерий, каждый был нормальным производством индола E. coli и другой напряжение мутанта, которое потеряло его способность сделать индол.Когда они прекратили кормить бактерии в течение 10 дней, они нашли, что два напряжения справились с голодом совсем другими способами.
«Первоначально мутанты, казалось, добились большего успеха, чем дикие бактерии типа, но когда мы посмотрели на долгосрочную перспективу, более чем 10 дней жизнеспособность дикого типа, уменьшенная только одной третью по сравнению с мутантами, жизнеспособность которых упала на 80%. Это вызвано тем, что без индола, мутанты не могли запланировать заранее и не смогли выжить также в долгосрочной перспективе», объяснила она.Во втором эксперименте они отобрали население дикого типа E. coli с 1% испытывающих недостаток в индоле мутантов и сняли то, что произошло, когда голод начался.«Когда еда начала заканчиваться, нормальные клетки начали недооценивать это тщательное замедление, чтобы заставить еду продлиться дольше, но мутанты разбушевались через культуру, увеличивание многих сворачивается в числе и съедая все продовольственные запасы.
Это приводит к бедствию для всех, потому что они все умирают от голода», сказал Гэймстер.«У наших результатов есть много заявлений, потому что индол играет такую важную роль в том, как бактерии отвечают на напряжение, включая антибиотики. Если мы можем понять, как они используют сигнальные системы, чтобы справиться с наркотиками, которые мы бросаем в них, которые должны помочь нам найти новые способы обойти их защиты», сказала она.Обнаруживая совершенно новый способ, которым бактерии используют индол, чтобы общаться, исследование могло помочь ученым найти новые способы управлять опасными бактериями, такими как MRSA.
А также открывая новые способы нападения на опасные бактерии, исследование иллюстрирует, что, а не простые существа мы предполагаем, что они, бактерии – сложные организмы со сложными стратегиями выживания.Согласно Летам: «Я хочу разрушить идею, что бактерии просты, потому что это – чрезвычайно наивное представление об очень сложной клетке.
По сравнению с людьми бактерии развивались в течение невероятно долгого времени, таким образом, они будут лучше в том, чтобы быть бактериями, чем какой-либо другой организм будет в том, чтобы быть собой».