Генетики научили разные виды бактерий помогать друг другу

Ученые из Гарварда устранили антагонистические взаимодействия между штаммами полезных бактерий кишечника и научили их действовать сообща для общей выгоды. 

Бактерии, как и люди, имеют сложные отношения: они могут быть дружелюбными, нейтральными или враждебными. И эти отношения могут меняться в зависимости от ситуаций. В последние годы возрос интерес к выявлению видов бактерий, присутствующих в микробиоме человека. Ученые стараются понять, как взаимодействуют различные виды бактерий в такой сложной среде, как кишечник человека, пишет sciencedaily.com.

Группа исследователей из Института биологически вдохновленной инженерии в Гарварде смогла скорректировать геномы 4 видов кишечных бактерий таким образом, чтобы они полагались друг на друга в отношении питательных веществ, а не конкурировали за них. В результате все сообщество бактерий стало более сильным и сбалансированным.

Чтобы «подружить» бактерии, исследователи изменили их геномы так, чтобы каждый вид не мог продуцировать три аминокислоты, которые ему необходимы для функционирования, но при этом производил в избытке четвертую аминокислоту. Таким образом, каждый вид мог процветать только в том случае, если в сообществе присутствовали три других вида, которые производили недостающие им аминокислоты. Это побуждало бактерии к «дружбе и сотрудничеству». Каждому штамму удалось «спасти» другие штаммы, у которых был дефицит той аминокислоты, которую он производил в избытке. Причем система находилась в балансе.

Перекрестное «кормление» между видами широко распространено в природе. Такая взаимозависимость помогает сделать бактериальные сообщества более разнообразными, противостоит доминированию какого-либо одного вида и вымиранию других. 

Новую технологию можно использовать для лечения людей, производства ценных веществ или восстановления полезных микробиомов.