Чтобы закрепиться на поверхности, клетки используют «тактильные сенсоры» — они чувствуют прикосновение и превращают его в биохимические сигналы.

Результаты опубликованы в издании Biomolecules.

Доктор Пушкар Леле, профессор химического инженерии в Техасском университете A&M, получил грант от Национального института здоровья США на изучение этого механизма. Его команда исследует, как бактерии ощущают механическое воздействие (это называют механочувствительностью) и как это запускает процессы колонизации поверхности.

Бактерии постоянно сканируют механические сигналы вокруг, чтобы найти подходящие условия для образования биопленок, — объясняет Леле.

Нас интересует, как работают сенсорные белки, которые за это отвечают.

Разгадать этот механизм — все равно что найти скрытую клавишу в рояле, которая управляет целым оркестром. Только в данном случае ученые работают с масштабами в сотни раз меньше человеческого волоса.

Для таких исследований нужна сверхточная техника. Благодаря дополнительному финансированию лаборатория Леле приобрела новый микроскоп.

Один из ключевых сенсоров находится в жгутиках — тонких отростках, с помощью которых бактерии передвигаются. Эти сенсоры выполняют две функции:

• помогают бактериям плавать,
• улавливают механические сигналы, которые запускают процессы образования биопленок, обмена генами и даже заражения.

Пока до конца не ясно, как именно это работает. Подробнее об этом можно прочитать в последнем обзоре Леле в журнале Biomolecules.

В каких случаях это важно

• Для здоровья: бактерии влияют на наш организм — как положительно, так и отрицательно. Если понять, как они колонизируют ткани, можно улучшить, например, здоровье кишечника.
• Для промышленности: бактериальные сообщества засоряют трубы, повреждают оборудование и обходятся компаниям в миллиарды долларов.

Мы не создаем новые пробиотики или средства против биозагрязнений, — говорит Леле.

Но если разберемся в принципах механочувствительности, это откроет дорогу для таких разработок.

Исследования его команды уже привели к неожиданным открытиям — например, как бактерии уклоняются от иммунных клеток.

Фундаментальная наука часто дает неожиданные результаты, — замечает Леле. — И это скорее правило, чем исключение.

Это исследование важно, потому что:

• Позволит контролировать бактерии — не просто убивать их антибиотиками, а управлять их поведением, например, предотвращать образование биопленок в больницах или на производстве.
• Даст новые инструменты для биотехнологий — если понять, как бактерии чувствуют поверхность, можно создавать материалы, которые либо привлекают полезные бактерии (например, для очистки воды), либо отталкивают вредные.
• Поможет в борьбе с хроническими инфекциями — многие бактерии становятся неуязвимыми именно в биопленках, и если научиться разрушать их на ранней стадии, лечение будет эффективнее.

Ранее ученые открыли бактерию с кофейной зависимостью.