Исследование, проведенное доктором Джеймсом Стратфордом из Ноттингемского университета и доктором Саймоном Парком из Университета Суррея, показало, что Bacillus mycoides, известная науке с 1842 года, реагирует на силы и кривизну среды, в которой она растет.Способность микроба реагировать на незначительные изменения в окружающей среде, как было показано в журнале PLOS ONE, может сигнализировать о потенциальных полезных научных, инженерных и медицинских приложениях для B. mycoides.
Доктор Стратфорд, научный сотрудник Ноттингемской школы естественных наук, сказал: «Мы случайно заметили, как растущие бактерии взаимодействуют с небольшими дефектами в наших твердых питательных средах, и подумали, что, если это больше, чем просто случайные вариации?»Подобно живому спиральному искусству, организм производит разрастающуюся колонию, состоящую из многократно изгибающихся нитей.
В то время как его реакция на изменения происходит в отдельных бактериальных филаментах на микроскопическом уровне, полученный узор легко виден невооруженным глазом на культуральных пластинах.Структуры в форме водоворота размером с человеческую руку образуются в ответ на рост на изогнутых поверхностях, и организм может даже реагировать на повреждения — отверстия в геле, на котором он растет, приводят к изменению направления соседних нитей.Способность реагировать на силу позволяет филаментам B. mycoides ориентироваться на объекты, которые вызывают даже малейшие нарушения на поверхности поблизости. B. mycoides даже удалось «найти» маленькие стеклянные шарики, помещенные поблизости от бактериальной колонии.
В исследовании использовался интервал времени с большим увеличением для захвата B. mycoides, реагирующего на силу сжатия в агаровом геле, используемом в качестве питательной среды. Изображения были сделаны с 20-минутными интервалами после приложения силы.Используя этот метод, можно было управлять бактериальными клетками под микроскопом на расстоянии, изменяя направление силы в среде для выращивания.
Бактериальные нити растут параллельно растяжению и перпендикулярно силе сжатия. Когда гель был сжат только на 1%, это привело к полному повороту нити на 90 °. Точно не известно, как работает реакция, но теории включают молекулярный механизм восприятия, связанный с подвижностью или, возможно, что бактерия следует за искаженной поверхностью геля, как стилус проигрывателя следует за канавками на виниле.Обладая быстрым ростом и способностью реагировать на силу, B. mycoides может функционировать как легко читаемая живая система раннего предупреждения, обнаруживающая деформации и разрушение конструкций при механической нагрузке.Механотаксис — способность реагировать на силу — также является важным организующим механизмом для сборки многоклеточных организмов, помогая формировать развивающиеся ткани и органы, в том числе человеческие.
Понимание того, как работает реакция у этой простой бактерии, может способствовать дальнейшему пониманию того, как эволюционировал механотаксис.