Это явление очень принципиально важно для борьбы бактерий за выживание. Чем больше разнообразия, которое имеет популяция бактерий, тем более возможно это будет содержать людей, каковые в состоянии применять в собственных заинтересованностях новую возможность либо преодолеть новую угрозу, включая угрозу, представленную антибиотиком.
В недавнем изучении исследователи в Вашингтонском университете продемонстрировали, что, в то время, когда бактериальная клетка делится на две дочерних клетки, возможно неравномерное распределение клеточных органоидов. Получающиеся клетки смогут вести себя приятель по-второму если сравнивать с втором, в зависимости от которых частей они взяли в разделении.«Это в противном случае, что клетки в населении смогут разносторонне развиться. Тут мы продемонстрировали его у бактерии, но это, возможно, правильно для всех клеток, включая клетки человека», сообщил врач Сэмюэль Миллер, подводный учитель микробиологии, наук генома, и медицины и ведущего автора газеты.
Бриджит Кулэзекара, которая взяла доктора философии в подводной Молекулярной и Клеточной Программе Биологии, была ведущим автором газеты. Другие участники включали: Хемэнта Кулэзекара, Мэттиас Кристен и Кэсси Камишк, кто трудится в лаборатории Миллера, и Поле Уиггинсе, биоинженерии и подводном доценте физики. Бумага появляется в iLife сетевого издания.
В более ранней газете его коллеги и Миллер продемонстрировали это, в то время, когда бактерии разделились, концентрация ответственной регулирующей молекулы, названной циклическим diguanosine монофосфатом (c-di-GMP). был неравномерно распределен между двумя потомствами. c-di-GMP – вторая молекула посыльного. То открытие было издано в издании Science в 2010.
Вторые молекулы посыльного передают сигналы от датчиков либо рецепторов на внешней мембране клетки к целям в клетке, где они смогут скоро поменять громадное разнообразие клеточных функций, таких как метаболизм и подвижность.Свойство ответить на внешние стимулы скоро серьёзна для выживания бактерий.
К примеру, дабы остаться в живых, бактерия не должна смущаться плавать к питательным веществам либо на большом растоянии от токсинов. Это направленное перемещение микроорганизмов, поощренных присутствием нужного либо вредоносного вещества, известно как хемотаксис.
«Эффект вторых посыльных практически немедленный», сообщил Миллер. «Они разрешают бактериям изменять собственный поведение в течение секунд».Дабы найти различие в уровнях c-di-GMP между клетками, исследователи применяли технику по имени энергетическая микроскопия передачи резонанса Форстера либо микроскопия РАЗДРАЖЕНИЯ.
Это разрешило им измерять наномолярные трансформации концентрации c-di-GMP в отдельных бактериях, потому, что трансформации случились вторые вторым.Разные концентрации c-di-GMP смогут иметь глубокое влияние на поведение клетки.
К примеру, у бактерий Pseudomonas aeruginosa, клетки с большим уровнем c-di-GMP имеют тенденцию оставаться негромкими, придерживаться поверхностей и колоний формы. Те с низкими уровнями, иначе, склонны деятельно плавать о при помощи пропеллера, имеющего форму штопора, расположенного в одном финише бактерии.
В последнем изучении его коллеги и Миллер создали молекулярный механизм сзади различия в концентрациях c-di-GMP, увиденных между дочерними клетками.В то время, когда клетки Pseudomonas делятся, они зажимают в половине, дабы создать две дочерних клетки.
Не смотря на то, что клетки генетически аналогичны, лишь одна дочерняя клетка может унаследовать единственный пропеллер бактерии. Вторая клетка может синтезировать собственный личный пропеллер, но срочно по окончании подразделения эти две клетки весьма отличаются.
Что его отчёт и Миллер сотрудников в газете iLife – то, что дочерняя клетка, которая наследует пропеллер кроме этого, наследует фермент, что тесно связан с пропеллером, что ухудшает c-di-GMP, и органоид, вовлеченный в направление перемещения к либо на большом растоянии от стимулов, что активирует данный фермент.Совместно эти два органоида трудятся дружно, дабы понизить концентрацию плавания контроля и c-di-GMP.«Что мы продемонстрировали, то, что неравномерное наследование органоидов – второй метод, которым клетки должны создать разнообразие и расширить возможности выживания его разновидностей», сообщил Миллер.
Он сказал, что результаты его команды смогут оказать помощь растолковать, как бактерии сопротивляются лечению антибиотиками, неизменно имея кое-какие клетки в их населении быть в медленном росте, оставляя государство. Так как антибиотики предназначаются для быстрорастущих клеток, эти клетки отдыха, более возможно, переживут лечение. Результаты имели возможность бы кроме этого оказать помощь растолковать, как кое-какие бактерии в состоянии придерживаться и колонизировать поверхности, такие как мочевые катетеры, сердечные и внутривенные линии клапаны.
В длящемся изучении команда Миллера пробует взять лучшее познание сигналов, каковые смогут поменять вторые концентрации посыльного весьма скоро и показывают комплексы, каковые имели возможность вмешаться в либо поменять те сигналы. Такие комплексы имели возможность употребляться, дабы сражаться с устойчивостью к лекарству, к примеру, либо запретить свойство бактерии придерживаться поверхностей и организовать подобные слизи колонии, названные биофильмами, каковые являются весьма стойкими к антибиотикам.