Подобен на гъсеница организъм живее в устата на 50% от хората

Природа Наука

Човешкото тяло е местообитание за трилиони микроскопични организми, твърде малки, за да ги видим или усетим. А някои от тези миниатюрни същества са доста странни.

Микроскопско изображение на бактерията Conchiformibius steedae.

Микроскопско изображение на бактерията Conchiformibius steedae.

© Филип Уебър и Силвия Булгерези

Те успяват да се развиват и адаптират перфектно към уникалната среда, която представлява за тях човешкото тяло.

Едно от тези странни същества е представител на семейство Neisseriaceae, обитаващ човешката уста. Neisseriaceae е семейство микроби, имащи форма на гъсеница и живеещи в около 50% от всички хора. Сега ново изследване, публикувано в Nature Communications, предполага, че те са развили тази форма на тялото, тъй като тя е по-подходяща за средата им – човешката устна кухина.

Новите данни са важни за проучването на адаптивността на бактериите, което пък е от значение за разработването на по-ефективни антибактериални агенти, лекуващи тялото от инфекции.

Електронна микрография на клъстер от Simonsiella mueller.

Електронна микрография на клъстер от Simonsiella mueller.

© Сами Нионгеса и Фредерик Вейрие

Въпреки че в човешката уста живеят около 700 различни вида организми, това не е точно най-приветливата среда за живеене. Клетките, покриващи повърхността на устната кухина непрекъснато се отделят, а мястото им се заема от нови клетки. Същевременно, слюнката прави нещата доста хлъзгави.

Според научния екип, това може да е причината някои видове Neisseriaceae да са разработили интересен начин за размножаване.

„Нашата работа хвърля светлина върху еволюцията на многоклетъчността и надлъжното делене при бактериите“, пише екипът, ръководен от клетъчния биолог Силвия Булгерези от Виенския университет, Австрия, и микробния генетик Фредерик Вейрие от Френския национален институт за научни изследвания (INRS).

Първо, екипът използва електронна микроскопия и флуоресценция, за да проучи подробно формата на бактериите и клетъчния им растеж.

След това те вземат пръчковидни Neisseriaceae и въвеждат генетични промени, за да видят дали могат да възпроизведат еволюцията от пръчковиден организъм до групи бактерии с форма на гъсеници, живеещи в човешката уста.

Резултатите предполагат, че организмите наистина са еволюирали от пръчковиден прародител.

Съвременните бактерии се делят по дължината на тялото си, а не напречно. Но вместо да се разделят, отделните бактерии остават прикрепени една към друга, което води до сегментиран клъстер (група), обвит в обща външна мембрана.

Някои от микробите в този малък колектив приемат различни форми, може би за да изпълняват различни роли, които са от полза за групата. А това може да е пример как един едноклетъчен организъм еволюира в многоклетъчен.

„Многоклетъчността прави възможно сътрудничеството между клетките, например под формата на разделение на труда, и следователно може да помогне на бактериите да оцелеят при хранителния стрес“, пишат изследователите в доклада си.

Екипът не успява да възпроизведе многоклетъчен клъстър, но те успяват да създадат по-дълги и по-тънки отделни клетки.

„Спекулираме, че в хода на еволюцията, чрез преработване на процесите на удължаване и делене, формата на клетката се е променила, може би за да процъфтява по-добре в устната кухина“, казва Вейрие.

Въпреки ограничения успех, еволюционният им подход може да бъде допълнителен начин за изучаване на тези малки организми и по-доброто разбиране на механизмите, лежащи в основата на симбиотичната връзка, която имат със своите гигантски гостоприемници – хората.

"Вероятно членовете на семейство Neisseriaceae могат да бъдат добри модели за изследване на тези процеси поради тяхната морфологична пластичност и генетична проследимост."