Ученые показали, как мутируют бактерии, чтобы спастись от антибиотиков
Международная команда ученых из Университета Карнеги — Меллона, Университетского колледжа Лондона и Чикагского университета обнаружила, что бактерии способны менять форму, чтобы избежать воздействия антибиотиков. После прекращения воздействия лекарства бактериям нужно всего несколько поколений, чтобы мутировать в прежнюю форму.
Исследование опубликовано в журнале Nature Physics, коротко о нем рассказывает Science Alert.
Для того чтобы выжить под воздействием антибиотика, бактерии способны перенимать генетический материал других видов, устойчивых к лекарству, или мутировать из поколения в поколение. Также в 2019 году было обнаружено, что некоторые бактерии увеличивали свои размеры, сбрасывая клеточную стенку.
Однако в новом исследовании обнаружен еще один, пугающе простой новый способ, с помощью которого бактерии избегают антибиотиков в организме человека, — изменение формы.
Исследователи изучали бактерии C. crescentus, которые обычно встречаются в пресноводных озерах и ручьях, добавив к ним небольшое количество антибиотика широкого спектра действия — хлорамфеникола. Количества антибиотика было недостаточно, чтобы убить большинство бактерий, но он замедлил скорость их роста.
Примерно через десять поколений слабого воздействия антибиотиков бактерии C. crescentus начали физически изменяться — расширяться и изгибаться, принимая кренделеобразную форму. Этого изменения было достаточно, чтобы скорость роста бактерий вернулась почти на тот же уровень, что был до воздействия хлорамфеникола.
«Изменения формы клеток действуют как стратегия адаптации к воздействию антибиотиков», — пояснили ученые. Увеличение ширины клетки (и, следовательно, объема) помогает уменьшить количество антибиотиков внутри бактерии, в то время как изменение формы позволяет пропускать меньше антибиотиков через поверхность клетки внутрь.
«Эти изменения формы позволяют бактериям преодолеть стресс от антибиотиков и возобновить быстрый рост», — отметили исследователи.
Когда антибиотик был удален, бактерии через несколько поколений вернулись к своей первоначальной форме — длинной и прямой.
«Этот результат предполагает новый механический способ адаптации, который бактерии могут использовать для борьбы с антибиотиками, и открывает перспективы для будущих молекулярных исследований роли формы клеток при воздействии антибиотиков», — заключили ученые.
Поскольку устойчивость к антибиотикам проявляется у многих видов, от людей до дельфинов, понимание того, как именно бактерии формируют эту устойчивость, невероятно важно.
Фото: Shiladitya Banerjee