Биологи определили, что бактерии, находясь в состоянии покоя, электрохимически реагируют на сигналы внешней среды. Хотя сигналы небольшой силы не приводят к пробуждению, со временем, накапливаясь, они могут точно указать, когда микроорганизму пора возвращаться к активной жизнедеятельности. Исследование опубликовано в журнале Science.
Некоторые бактерии, сталкиваясь с серьезными жизненными трудностями, например голодом, недостатком влаги или слишком высокой температурой, предпочитают переждать испытания в виде покоящихся стадий, которые называются спорами. Находясь в состоянии споры, клетка приостанавливает большинство жизненных процессов, при этом отграничивая себя от окружающей среды плотными оболочками. Когда же условия становятся благоприятными, споры, которые могли быть неактивны в течение многих лет, за считанные минуты возвращаются к жизни. Долгое время оставалось загадкой, «следят» ли покоящиеся бактерии за тем, как изменяется среда вокруг, и как именно они получают сигналы, подсказывающие им время перехода к активной жизнедеятельности.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего выяснили, что споры на самом деле оценивают состояние окружающей среды, оставаясь при этом в физиологически неактивном состоянии. Оказалось, что они реагируют даже на краткосрочные благоприятные внешние сигналы, которых недостаточно, чтобы вызвать выход из состояния покоя. В ответ на них споры понемногу высвобождают ионы калия, накопленные ранее при активной жизнедеятельности. Если же таких сигналов последовательно поступает довольно много, то их эффект суммируется, и в этом случае бактерия «пробуждается». Такая стратегия накопления и последующей обработки сигналов позволяет однозначно понять, что условия вокруг действительно благоприятны, и не дает спорам «поспешить» с пробуждением.
«Этот способ обработки информации похож на то, как работают нейроны. И в бактериях, и в нервных клетках слабые и короткие внешние сигналы со временем суммируются, и тогда клетка может определить, действительно ли достигнут необходимый порог. При достижении порога споры инициируют свое возвращение к жизни, а нейроны передают сигналы другим нейронам», — рассказывает Гюрол Сюэль, профессор кафедры молекулярной биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего. При этом интересно, что споры могут выполнять эту интеграцию сигналов, совершенно не затрачивая энергию, в то время как нейроны представляют собой одни из самых энергозависимых клеток в нашем организме.
По словам исследователей, это открытие позволяет по-новому взглянуть на свойства клеток в покоящемся состоянии, что, в свою очередь, поможет более точно оценивать вероятность существования внеземной жизни на различных космических объектах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
