Ученые из Института Лейбница обнаружили, что Pandoraea часто селятся в легких людей с муковисцидозом и сепсисом — именно там происходит самая ожесточенная «война» бактерий за ресурсы. Исследование было опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Исследование: как бактерии Pandoraea воруют железо у конкурентов
Немецкие ученые обнаружили крошечные бактерии Pandoraea. Они не только опасны для человека, но и производят уникальные молекулы, которые помогают им отбирать железо у других бактерий.
Elena Herzog, Leibniz-HKI
Бактерии Pandoraea названы в честь мифологического ящика Пандоры, который символизирует неконтролируемую опасность.
Кто такие Pandoraea
До сих пор бактерии Pandoraea мало изучались, хотя они встречаются у пациентов с тяжелыми легочными инфекциями. Однако ученые точно знают, что эти бактерии устойчивы к антибиотикам.
Кроме того, они научились выживать в условиях дефицита железа — это ключевой ресурс всех микробов.
Как бактерии добывают железо
Железо необходимо всем живым организмам. Но в человеческом теле вещества мало — обычно оно «спрятано», например, в гемоглобине. Поэтому бактерии вырабатывают сидерофоры — маленькие молекулы, которые находят железо в окружающей среде, цепляются за него и тащат в свою клетку.
В чашке Петри бактерии Pandoraea используют натуральные продукты для подавления роста конкурирующих микробов. Биоактивные пандорабактины лишают другие бактерии жизненно важного железа.
Прежде никто не знал, как именно Pandoraea добывают железо. Ученые просканировали ДНК бактерии и нашли неизвестные гены, отвечающие за производство двух новых сидерофоров: пандорабактин А и пандорабактин B.
Как работают пандорабактины
Pandoraea выпускают пандорабактины наружу. Те связывают железо, которое добыли другие бактерии, и тащат его обратно себе.
Таким образом, конкурирующие бактерии начинают голодать, что не позволяет им размножаться. В экспериментах пандорабактины подавляли рост Mycobacterium — родственников туберкулезной палочки — и Stenotrophomonas.
Кроме того, эти сидерофоры меняют микробный баланс в легких. У пациентов с муковисцидозом исследователи обнаружили те же гены pan. Вероятно, пандорабактины влияют на всю экосистему легких, помогая Pandoraea вытеснять другие виды.
Ученые отмечают, что теперь на основе новых знаний, можно создать блокираторы пандорабактинов, чтобы лишить Pandoraea железа. Или использовать их самих против других бактерий, например, туберкулезной палочки.