Ученые раскрыли секрет сосуществования различных видов бактерий в биопленках. Эти слизистые сообщества микроорганизмов встречаются повсюду: от ледников и горячих источников до корней растений, ванн, холодильников и медицинских устройств. Несмотря на то, что большинство биопленок состоит из нескольких видов бактерий, механизмы их совместного существования долгое время оставались загадкой.
Новое исследование, проведенное учеными из Дартмутского университета, пролило свет на этот вопрос. Они изучили взаимодействие трех видов бактерий: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli и Enterococcus faecalis. Эти микроорганизмы часто встречаются при катетер-ассоциированных инфекциях мочевыводящих путей, поэтому понимание их взаимодействия может помочь в борьбе с подобными заболеваниями, сообщает Current Biology.
Эксперименты показали, что в жидкой среде P. aeruginosa быстро вытесняла другие виды. Однако в биопленке наблюдалась совершенно иная картина. Сначала E. coli и E. faecalis росли быстрее, затем P. aeruginosa начинала доминировать. Но когда плотность биопленки становилась высокой, P. aeruginosa мигрировала, освобождая место для других видов. Этот цикл повторялся, позволяя всем трем видам сосуществовать.
Ключевым фактором оказалась способность P. aeruginosa к рассеиванию при высокой плотности популяции. Когда ученые использовали мутантный штамм P. aeruginosa, лишенный этой способности, он полностью вытеснял другие виды, как в жидкой культуре.
Исследование подчеркивает важность изучения бактериальных сообществ в условиях, приближенных к реальным. Выводы, сделанные на основе экспериментов в жидких культурах, часто не применимы к биопленкам, которые гораздо чаще встречаются в природе.
Ученые планируют продолжить исследования в этом направлении. В следующем проекте они собираются изучить рост Vibrio cholerae, бактерии, вызывающей холеру, на панцирях креветок — естественном субстрате для этих микроорганизмов в морской среде.