Тайна красных шаров

Бактерии разных видов способны формировать многоклеточное образование, пронизанное проводниками электрического тока.

Уже второй раз за этот год исследователи сообщают (см. «Химию и жизнь», 2010, № 11), что бактерии способны объединяться в сложные системы, в которых клетки обмениваются друг с другом электронами. На сей раз результат получили биологи Массачусетского университета во главе с Дереком Лавли и Заратой Саммерс. Они изучали механизм, который позволяет двум видам бактерий из рода Geobacter совместно утилизировать органику. По ходу дела представители этих видов обмениваются друг с другом электронами, используя водород в качестве посредника. А поодиночке питаться органикой они не могут. Подопытных бактерий поместили в среду, содержащую спирт, который они потихоньку поедали и размножались. Через некоторое время, однако, ученые заметили, что в исходно прозрачном растворе возникли шары миллиметрового диаметра. Саммерс вовремя схватила за руку лаборанта и не позволила ему встряхнуть пробирки, чтобы эти шары уничтожить.

Шары росли и со временем окрасились в ярко-красный цвет. Исследование показало, что они пронизаны системой каналов для прокачивания питательного раствора, клетки же переплетены жгутиками, по которым безо всякого посредничества водорода текут электроны. Спирт шары утилизировали гораздо быстрее, чем суспензия независимых клеток. Красный же цвет возник из-за того, что один из видов геобактера мутировал и стал производить очень много богатого железом цитохрома. Этот цитохром и был главным элементом всей новой системы обмена электронами: удаление соответствующего гена не приводило к образованию красных шаров, если же мутацию вводили заранее, то такие шары возникали гораздо быстрее. «Нам остается только гадать, сколько микробных сообществ в природе основано на подобном обмене электронами между видами», — отмечает Дерек Лавли.

Химия и жизнь. 2011. № 1.