Tai gali paaiškinti, kodėl apnašos ant dantų pradeda grįžti po kelių valandų, kad ir kaip kruopščiai juos valytum (Video)

Viena iš labiausiai paplitusių dantų apnašose gyvenančių bakterijų – Corynebacterium matruchotii – dalijasi ne į dvi dukterines ląsteles, kaip dažniausiai būna dalijantis ląstelėms, bet į daugybę naujų mikrobų – vykstant retesniam procesui, vadinamam daugybiniu dalijimusi.

JAV Jūrų biologinės laboratorijos mikrobiologo Scotto Chimileskio vadovaujama mokslininkų grupė stebėjo, kaip pavienės C. matruchotii ląstelės pasidalija net į 14 naujų ląstelių – o tai gali mums padėti sužinoti, kaip šie organizmai formuoja struktūras, kurios palaiko kitus burnoje gyvenančių mikrobus.

„Rifuose yra koralų, miškuose – medžių, o mūsų burnos dantų apnašose – Corynebacterium, – aiškina mikrobiologė Jessica Mark Welch iš ADA Forsaito instituto (JAV) ir Jūrų biologijos laboratorijos. – Dantų apnašose esančios Corynebacterium ląstelės yra tarsi didelis, krūmais apaugęs medis miške. Jos sukuria erdvinę struktūrą, kuri suteikia buveinę daugeliui kitų rūšių bakterijų“.

Dauguma bakterijų ir archėjų dauginasi per nelytinį procesą, vadinamą binariniu dalijimusi. Vienos organizmą sudarančios ląstelės branduolys skyla į du branduolius, tada dalijasi ir pati ląstelė, ir vietoje buvusio vieno organizmo atsiranda du.

J. M. Welch ir jos kolegos susidomėjo C. matruchotii dauginimosi būdu po ankstesnio tyrimo apie tai, kaip apnašų bakterijų kolonijos erdviškai organizuojasi žmogaus dantis dengiančioje bioplėvelėje. Dantų apnašų mikrobiomas sudaro tarsi dygliuotą „ežio“ struktūrą, kurios pagrindą sudaro C. matruchotii gijos.

Norėdami stebėti, kaip šios struktūros pasipildo naujomis gijomis, tyrėjai naudojo mikroskopiją, realiuoju laiku stebėdami, kaip mikrobiome esančios bakterijos sąveikauja tarpusavyje, koegzistuoja, dauginasi ir auga.

Čia jie pamatė, kad neįprastas C. matruchotii ląstelių dalijimasis buvo ne įprastas dvinaris, o daug gausesnis. Ir kad jos tai daro labai keistu būdu.

Pirma, siūlelis pailgėja tik viename gale, užaugdamas daug ilgesnis nei įprastas ląstelės dydis. Jis tai daro penkis kartus greičiau nei kitos, artimai giminingos Corynebacterium rūšys, gyvenančios nosyje ar ant odos.

Tada vienu metu susiformuoja kelios dalijimosi sienelės, vadinamos pertvaromis, ir tik tada ląstelė skyla į 3–14 pilnaverčių dukterinių ląstelių.

Dėl šio keisto proceso C. matruchotii kolonija gali augti labai greitai – iki pusės milimetro per dieną, ir tai gali padėti paaiškinti, kodėl apnašos ant dantų pradeda grįžti po kelių valandų, kad ir kaip kruopščiai juos valytume.

„Šios bioplėvelės yra tarsi mikroskopiniai atogrąžų miškai. Bakterijos šiose bioplėvelėse auga ir dalijasi. Manome, kad neįprastas C. matruchotii ląstelių ciklas leidžia šiai rūšiai suformuoti šiuos labai tankius tinklus bioplėvelės šerdyje, – sako A. Chimileskis. – Kažkas dėl šios labai tankios, konkurencingos dantų apnašų buveinės galėjo paskatinti tokio augimo būdo evoliuciją.“

Kitas įdomus C. matruchotii bruožas, galintis lemti jos keistą augimą ir dalijimąsi, yra tai, kad ji neturi žiuželių, kuriuos kitos bakterijos naudoja judėjimui. Kadangi šios bakterijos yra nejudrios, jų greitas augimas gali būti priemonė tyrinėti aplinką ir ieškoti maisto šaltinių, teigia tyrėjai.

Taip mikrobas gali įgyti konkurencinį pranašumą bakterijų perpildytoje žmogaus burnos aplinkoje. Tačiau mokslininkai nieko panašaus dar nėra matę. Tai – visiškai naujas bakterijų klestėjimo būdas, ir jis visą laiką buvo čia pat, mūsų pačių kūnuose.

„Manome, kad greitas augimas išplečiant galiukus ir vienu metu vykstantis daugybinis dalijimasis paaiškina, kaip C. matruchotii pranoksta kitus taksonus, kad suformuotų gijinius tinklus dantų apnašų bioplėvelės šerdyje, – rašo mokslininkai. – Mūsų išvados peržengia burnos mikrobiomo ribas, atskleisdamos unikalų bakterijų ląstelių ciklą ir pavyzdį, kaip ląstelių morfologija bei dauginimosi strategija gali daryti įtaką mikrobų bendruomenių erdvinei organizacijai.“

Išvados paskelbtos moksliniame žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Parengta pagal „Science Alert“.