Кишечные бактерии используют "биологическое оружие" для уничтожения конкурентов за питательную среду

Фекальный энтерококк (Enterococcus faecalis)

(фото United States Department of Agriculture).

Кишечник млекопитающих, в том числе и человека, является домом для триллионов бактерий. Некоторые виды помогают хозяину переваривать определённые продукты питания, но есть и не столь дружелюбные, которые способны вызвать проблемы с пищеварением.

Многие бактерии способны создавать бактериофаги или просто фаги. Последние представляют собой вирусы, которые избирательно уничтожают бактериальные клетки другого вида. Фаг проникает внутрь микроорганизма, интенсивно размножается и вызывает его разрушение.

С момента открытия фагов прошло уже почти сто лет. Несмотря на большое количество исследований, учёным пока так и не удалось получить достаточно информации о механизмах их работы, в частности в кишечнике человека.

В новом исследовании команда микробиологов из Юго-западного медицинского центра Техасского университета (University of Texas Southwestern Medical Center) наблюдала за деятельностью фекального энтерококка (Enterococcus faecalis). В кишечнике млекопитающих эти бактерии представлены несколькими штаммами, которые значительно различаются на генетическом уровне.

E. faecalis считаются относительно безвредными микроорганизмами. Однако при попадании в кровоток эти бактерии вызывают серьёзные проблемы. Они довольно устойчивы ко многим антибиотикам и на их долю приходится большое количество внутрибольничных инфекций.

Исследователи помещали E. faecalis в стерильный кишечник мыши. При этом бактерии одного из штаммов, V583, начинали в срочном порядке вырабатывать фаги. Такое поведение на первый взгляд кажется неоправданным с точки зрения энергетических затрат.

Но впоследствии учёные установили, что таким образом бактерии буквально расправляются с микроорганизмами других штаммов E. faecalis, которые могли бы появиться и начать конкурентную борьбу за ресурсы питательной среды.

Получается, что бактерии способны создавать фаги в качестве "биологического оружия" как минимум против родственных микроорганизмов. Исследователи назвали такое поведение в масштабах микрофлоры отдельно взятого кишечника "бактериальной войной".

В своей статье в журнале PNAS учёные отмечают, что подобное явление обнаружено в мире бактерий впервые.

Неожиданное открытие американских микробиологов позволяет строить далеко идущие планы, ведь информация о том, как бактерии используют фаги, может дать ключи к искусственному управлению этим процессом.

А значит, у медиков появилась надежда на создание, пусть и в долгосрочной перспективе, мощных антибактериальных средств нового поколения, которые без ущерба для полезного микробного сообщества будут бороться с вредоносными микроорганизмами.