Блог

May 09, 2023

Рак

ВВЕРХУ: Колония Fonticula alba Марко Каксонен Ученые обнаружили, что

ВВЕРХУ: колония Fonticula alba Марко Каксонен

Ученые обнаружили, что слизевики могут проникать в колонии бактериальных клеток аналогично тому, как раковые клетки проникают в здоровые ткани. Как сообщается в новом исследовании, опубликованном в понедельник (28 марта) в журнале Current Biology, инвазивное поведение слизевика Fonticula alba может дать ключ к разгадке того, как многоклеточные структуры возникли у грибов и животных.

F. alba, которая была обнаружена в окружающей среде только один раз (на фекалиях некоторых собак из Арканзаса еще в 1960-х годах), не вызывала особого интереса до тех пор, пока несколько лет назад ученые из Женевского университета не заинтересовались ее уникальной особенностью. место на эволюционном древе. Хотя большинство ранее охарактеризованных слизевиков, таких как Dictyostelium spp., являются родственниками животных и растений, F. alba более тесно связан с грибами, чем другие слизевики.

«Грибы и животные очень тесно связаны на эволюционном древе», — рассказывает The Scientist Крис Торет, микробиолог из Женевского университета. «Почему грибы в конечном итоге стали грибами, а животное стало животным? Очевидно, есть некоторые различия в том, как они держатся вместе. И именно поэтому мы хотели посмотреть на [F. alba] как на модельный организм».

Поскольку о F. alba было известно немного, первым делом нужно было с ним познакомиться. «Некоторое время я пытался выяснить, можем ли мы вырастить это в лаборатории?» — объясняет Торет. «Даже просто сделав это, мы начали видеть некоторые интересные многоклеточные свойства».

Предыдущие исследования охарактеризовали некоторые этапы жизненного цикла F. alba. Как и большинство слизевиков, он проводит большую часть своей жизни в одноклеточной форме, питаясь бактериями как амеба. Однако в какой-то момент своего жизненного цикла он становится многоклеточным, объединяясь с другими в вулканоподобные плодовые тела, которые выделяют споры и помогают слизевикам размножаться. Предыдущие исследователи описали, как в этом агрегированном состоянии другие слизевики могут принимать решения и создавать модели, поразительно похожие на системы метро.

Но что совершенно не описано в литературе, так это другое многоклеточное поведение F. alba: инвазия. Торет и его коллеги обнаружили, что F. alba переходит в агрегатное состояние только при совместном культивировании с бактериями (в данном случае с обычными фекальными бактериями Klebsiella pneumonia), находящимися на определенной фазе жизненного цикла бактерий. Бактерии проходят фазы роста и смерти, быстро растут, а затем отмирают, как только их источники питания истощаются. Именно воздействие бактерий в фазе заката, вызванное дефицитом, побудило слизевиков к агрегации, хотя ученые пока не знают, почему. Бактерии «должны созреть, как хороший французский сыр», предполагает Марко Каксонен, микробиолог из Женевского университета и соавтор статьи.

Исследователи обнаружили, что в своем агрессивном социальном состоянии F. alba проносится по истощающей бактериальной лужайке, пируя и ища новые источники пищи. Исследователи сравнили этот инвазивный механизм с тем, как раковые клетки коллективно зарываются в окружающие ткани, и с использованием грибами длинных ветвящихся нитей для перемещения в поисках новых источников пищи, хотя механизмы, с помощью которых F. alba проникают в бактериальные колонии, остаются неизвестными. Клетки слизевика образуют многоклеточные усики, которые проходят через заполненный бактериями агар, в котором «ведомые клетки» направляются одной «лидерной» клеткой. В этом состоянии клетки усика взаимодействуют: когда клетка-лидер попадает в среду, свободную от бактерий, она дает сигнал следующим за ней клеткам развернуться. Раковые клетки также используют скоординированную конфигурацию «лидер-последователь» для миграции в соседние ткани из первичной опухоли.

Исследователи использовали лазеры, чтобы нарушить движение лидерных клеток, и обнаружили, что их воздействие нарушило движение усиков и привело к беспорядочному движению. В конце концов, другие клетки-лидеры взяли на себя мантию, и вторжение продолжилось. Однако этого не произошло, когда клетки-ведомые были уничтожены, что указывает на то, что клеткам F. alba отведены разные роли во время этой агрегатной фазы их жизни.