Международная группа ученых обнаружила, что местообитания с фрагментированной структурой как, например, почва или кишечник млекопитающего, способствуют большему выживанию микроорганизмов даже при наличии опасных бактерий-хищников. В то же время, в обычной среде без пространственного разделения микроорганизмы могут быть полностью уничтожены хищниками. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
В экспериментах ученые использовали дикую культуру E.coli, клетки которой были помечены зеленым флуоресцентным белком. Для эмуляции ландшафта с фрагментированной структурой исследователи соорудили ряд из 85 микроскопических камер, соединенных узкими каналами. Размер каждой камеры насчитывал 100 микрометров в длину и ширину и 15 микрометров в высоту. В качестве непрерывного ландшафта для контроля ученые применили одну большую камеру без пространственного разделения длиной в 8500 микрометров.
Камеры были наполнены питательной средой, после чего популяции E.coli и хищной бактерии B.bacteriovorus были загружены в искусственные местообитания с двух противоположных концов. Плотность популяции клеток E.coli измерялась в течение трех дней с помощью оптического микроскопа, а полученные изображения обрабатывались в MATLAB.
Результаты показали, что в присутствии хищника рост популяции E.coli в непрерывном ландшафте сначала превысил рост популяции B.bacteriovorus, однако через 10-20 часов после начала эксперимента плотность кишечной палочки начала снижаться. С течением времени большая часть E.coli стала жертвой хищников за исключением тех бактерий, которые, предположительно, имели фенотипическую устойчивость к B.bacteriovorus.
В случае с фрагментированным местообитанием наблюдаемое снижение плотности популяции E.coli было в два раза меньше, чем в непрерывном ландшафте. В результате выжило около 30 процентов популяции, в то время как в случае с непрерывным ландшафтом были уничтожены почти все клетки кишечной палочки.
Исследование имеет большое значение для возможного использования B.bacteriovorus в терапевтических целях для уничтожения патогенных микроорганизмов, поскольку естественные местообитания последних как раз представляют собой фрагментированные ландшафты.
Bdellovibrio bacteriovorus - маленькая, размером 0,4 на один микрометр, и очень подвижная бактерия, которая способна проплыть 160 микрометров за секунду. Она охотится на грамотрицательные бактерии, например, E.coli, которая обитает в почве, воде и кишечнике человека. B.bacteriovorus внедряется в клетку жертвы, поглощает питательные вещества, увеличивается в росте и делится. Приблизительно через 4 часа после того, как B. bacteriovorus проникла в клетку, бактерия-хищник растворяет свою жертву.
Александр Еникеев