Кишечные палочки обладают особым механизмом запрограммированной смерти, схожей с апоптозом многоклеточных организмов, при помощи которой они убивают себя ради блага колонии при фатальном повреждении ДНК, заявляют израильские биологи в статье, опубликованной в журнале PLoS Biology.

Механизм запланированного «самоубийства» клеток (апоптоз) играет важную роль в жизни многоклеточных животных. Он позволяет организму избавляться от лишних или поврежденных клеток, что препятствует развитию рака и других заболеваний.

Считается, что бактерии обладают своими собственными механизмами контроля чистоты популяции, которые не похожи на апоптоз животных и растений.

Группа биологов под руководством Ханны Энгельберг-Кульки (Hanna Engelberg-Kulka) из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) обнаружила, что кишечные палочки обладают механизмом самоуничтожения, механизм и фазы которого напоминают апоптоз многоклеточных.

Как отмечают ученые, в большинстве случаев бактерии самоликвидируются по основной программе запрограммированной смерти, которая в науке известна как система «токсин-антитоксин». В клетках кишечной палочки ей управляет ген mazEF. Этот бактериальный механизм защищает бацилл от потери важных генов весьма оригинальным способом.

В своей жизнедеятельности клетка бактерии вырабатывает химически устойчивый токсин, молекулы которого должны нейтрализоваться быстро распадающимися цепочками антитоксина. Если бактерия тем или иным образом теряет плазмиды – короткие кольцевые участки ДНК, где и находится гены-«инструкции» по производству антитоксина, то она постепенно накапливает молекулы токсина. При превышении определенной отметки включается система самоуничтожения, которая убивает дефектную бациллу.

Энгельберг-Кулька и ее коллеги обнаружили вторую систему, которая запускается при очень серьезных повреждениях ДНК и в нормальной ситуации блокируется работой гена mazEF. Они назвали ее «апоподобной смертью» (ALD, apoptotic like death), так как в процессе самоуничтожения бациллы разваливаются на части таким же образом, как и клетки животных и растений.

В частности, ДНК бактерии «разрезается» на несколько небольших фрагментов, после чего клеточная стенка и мембрана теряют свою частичную «непрозрачность» для ионов различных элементов и затем распадаются.

Как полагают ученые,

бактерии используют ALD в качестве резервной системы самоуничтожения, которая запускается в тех случаях, когда ген mazEF по тем или иным причинам не работает. Это защищает колонию кишечных палочек от появления «бессмертных» бацилл с поврежденной ДНК.

Биологи планируют продолжить эксперименты, связанные с апоподобной смертью бактерий, для выяснения всех ее функций.