Скрытое наблюдение: Амебы и бактерии
Новый метод «слежки» за отношениями между простейшими и бактериями позволит понять, как они, взаимодействуя, способствуют быстрейшему развитию и распространению болезней.
Теги:
Бактерии
Микробиология
В 1980 г. микробиолог Тим Роуботэм (Tim Rowbotham) изучал поведение одной из разновидностей всем известных простейших, амеб. Эти одноклеточные более чем широко распространены — фактически, их можно найти везде, где встречается жидкая вода. А начиная с 1950-х ученым известна и их роль в развитии заболеваний — в целом безвредные существа могут иногда оказываться чрезвычайно опасными, особенно для людей с нарушениями в работе иммунной системы. Впрочем, все это в 1980-х уже не было новостью. Новостью стало нечто более пугающее.
Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья.
Амебы, как известно, питаются более мелкими организмами — другими простейшими, водорослями и бактериями. И Роуботэм показал, что, даже будучи поглощенными амебой, патогенные бактерии рода Legionella (вызывающие пневмонию, «болезнь легионеров»), не только выживают внутри простейшего, но и чувствуют себя более чем замечательно. По сути, ученому удалось показать, что между простейшими и бактериями может развиваться нечто вроде симбиотических отношений, природа которых сегодня совершенно неясна.
Микробиологи до сих пор с увлечением спорят о значении и сути этой находки. С тех пор обнаружено, что те же амебы могут «давать приют» и другим малоприятным микробам — таким, как участвующая в развитии гастритов и язв Helicobacter pylori, патогенные представители рода Lysteria, хламидии и даже бич современных клиник, метициллин-резистентный золотистый стафилококк.
По сути, простейшее предоставляет бактерии отличное убежище, где та может спокойно переждать атаку антибиотиками, из-за чего опасность ее намного возрастает.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Качественный толчок им может дать новый инструмент, разработанный греческими учеными во главе с Гиоргосом Цибидисом (Giorgos Tsibidis). Им удалось создать систему, включающую компьютер со специальным программным обеспечением и микроскоп. Система способна идентифицировать в среде отдельное простейшее, определить его по форме и автоматически следить за ним по мере его движения. Бактерии, имеющие на порядок меньшие размеры, система не различит, но может проводить постоянный мониторинг их количества.
Ученые протестировали инструмент в действии, следя за тем, как та же амеба «пасется» на «лужайке», полной сальмонелл. Система успешно обнаружила ее и следила за ее движением, параллельно отмечая снижение концентрации бактерий в среде.
Будем надеяться, что с таким оружием исследователи быстрее выяснят, что же такого происходит иногда между простейшими и бактериями, на чем основан их неожиданный «роман» — и как бы нам их разлучить.
Читайте также о том, как побывавшие на орбите сальмонеллы стали еще опаснее своих земных собратьев: «Невесомая болезнь».
По публикации physics arXiv blog
Симбиотическая бактерия защищает амебу от гигантского вируса — PCR News
Подготовила
Елизавета Минина
Ученые из Австрии и Франции продемонстрировали, что эндосимбиотическая бактерия Parachlamydia acanthamoebae, инфицирующая амеб рода Acanthamoeba, защищает своих хозяев от нескольких гигантских вирусов. В присутствии симбионта вирионы проникают внутрь клетки амебы, однако дальше инфекция не развивается.
Подготовила
Елизавета Минина
Гигантские вирусы, обладающие беспрецедентными размерами вирионов и геномов, инфицируют амеб.
Авторы нового исследования, опубликованного в PNAS, охарактеризовали новый гигантский вирус семейства Marseilleviridae, получивший название венавирус (Viennavirus), и показали, что от него амеб защищает эндосимбиотическая бактерия Parachlamydia acanthamoebae.
Венавирус был обнаружен в образце сточных вод, в котором также были выявлены и другие гигантские вирусы. Секвенирование генома нового вируса, а также исследование вирионов с помощью просвечивающей электронной микроскопии позволило отнести его к семейству Marseilleviridae. Подобно другим членам этого семейства, венавирус вызывает стремительную литическую инфекцию, которая приводит к разрушению клеток амеб и выходу наружу новых вирусных частиц. В той же пробе сточных вод были найдены амебы
Исследователи обнаружили, что в клетках A. hatchettii, содержащих симбионт-хламидию, отсутствуют вирусные фабрики, в которых происходит репликация венавируса.
Чтобы проверить, действительно ли бактерия-эндосимбионт обеспечивает защиту амеб от вызванной венавирусом инфекции, авторы выделили бактерии P. acanthamoebae и заразили им амеб A. castellanii, а также амеб A. hatchettii, исходно лишенных этого эндосимбионта. В клетках амеб, получивших эндосимбионт, также не обнаруживались вирусные фабрики, несмотря на присутствие венавируса в среде. В то же время в клетках, лишенных хламидии, образование вирусных фабрик и сама инфекция протекали без нарушений.
Наблюдение за амебами, несущими внутри бактерии P. acanthamoebae, показало, что присутствие бактерий увеличивает время удвоения амеб и в целом понижает их приспособленность. Однако скорость роста культуры амеб, содержащих хламидию, оставалась прежней и при инфицировании венавирусом. Авторы показали, что амебы, содержащие P. acanthamoebae, успешно инфицируются венавирусом, однако его репликация примерно на порядок менее эффективна, хотя и не прекращается полностью.
Эксперименты с другими гигантскими вирусами, а именно, мимивирусом и тупанвирусом, которые входят в состав семейства Mimiviridae, показали, что P. acanthamoebae защищает амебу и против них. Однако детальный механизм защитного эффекта эндосимбиотической хламидии пока неясен. Авторы сомневаются, что прямой контакт бактерии с вирионами или вирусными фабриками возможен. Вероятно, бактерии модифицируют внутриклеточную среду хозяина.
Источник:
Patrick Arthofer, et al. Defensive symbiosis against giant viruses in amoebae // PNAS, Published August 29, 2022, 119 (36), e2205856119, DOI: 10.1073/pnas.2205856119
Вирусология Бактериология
Разница между бактериями и амёбами
Бактерии
Бактерии — одноклеточные микроскопические существа.
Они принадлежат отдельному королевству под названием Монера. У этих monerans обычно отсутствует настоящее ядро. Круглая структура ДНК и отсутствие связанных с мембраной органелл являются жизненно важными особенностями, отличающими их от другого класса.
Бактерии существуют миллионами и встречаются повсюду. Они могут быть как полезными, так и вредными. Их обычно считают болезнетворными организмами. Но некоторые даже используются в современных терапевтических процессах.
Амеба
Амеба — одноклеточный эукариотический организм. Они не имеют определенной формы и передвигаются с помощью псевдоподий (ложных стоп). Они расширяют и сокращают свои псевдоподии для движения.
Более того, это пресноводные организмы. Они принадлежат к царству Protista, которое объединяет одноклеточные эукариоты. Их единственная клетка отвечает за большинство функций, таких как дыхание, всасывание, размножение и т. д. Она покрыта желеобразной цитоплазмой, в которую встроены пищевая вакуоль и сократительная вакуоль.
Различия между бактериями и амёбами
Бактерии | Амеба |
Бактерии — прокариоты. | Амеба — эукариот. |
У них отсутствуют некоторые органеллы, а также настоящие ядра. | Эти эукариоты имеют как органеллы, так и ядра. |
Они принадлежат королевству Монера. | Они принадлежат к царству Protista, в котором обитают одноклеточные эукариоты. |
Это крошечные микроскопические структуры различных форм и размеров. | Амеба представляет собой микроскопическую неправильную структуру. Но они сравнительно крупнее бактерий. |
Они встречаются повсюду и могут переносить широкий диапазон температур. Пример – экстремофилы. | Amoeba также можно найти в большинстве мест. Но они не могут процветать в холодных условиях. Их оптимальная температура составляет 46 градусов по Цельсию. |
Читайте также: Различия между прокариотами и эукариотами
Часто задаваемые вопросы
Q1
В чем сходство между бактериями и амёбами?
И бактерии, и амебы представляют собой микроскопические структуры. Кроме того, оба размножаются бесполым путем, что обычно представляет собой бинарное деление. Помимо этого, нет никакого сходства между этими двумя уникальными организмами.
Q2
Каково строение амебы?
Три основные структуры амебы – плазматическая мембрана (внешняя оболочка), желеобразная цитоплазма и истинное ядро.
- Плазма состоит из белковых и жировых молекул.
- Цитоплазма делится на эндоплазму (внутренняя часть) и эктоплазму (внешняя часть).
- У них есть клеточные органеллы, такие как митохондрии, пищевые вакуоли, сократительные вакуоли, Гольджи и т.
д., - Их псевдоподии или выступы помогают им двигаться.
д.,Q3
Может ли амеба вызывать заболевание?
Да, амебы тоже могут вызывать заболевания. Обычно они поражают кишечник и вызывают дизентерию, язвы и т. д. Entamoeba histolytica — хорошо известный организм, вызывающий амебиаз.
См.: Амебиаз
Посетите сайт BYJU’s Biology, чтобы узнать о других интересных темах.
Выделение и характеристика встречающихся в природе устойчивых к амебам бактерий из проб воды | База данных исследовательских проектов | Исследовательский проект грантополучателя | ОРД
Выделение и характеристика встречающихся в природе устойчивых к амебам бактерий из проб воды
Номер гранта EPA: R833102
Название: Выделение и характеристика встречающихся в природе устойчивых к амебам бактерий из проб воды
Следователи: Фароне , Энтони Л.
, Берк, Шэрон Г.
, Гандерсон, Джон Х.
Текущие следователи: Фароне, Энтони Л.
,
Фароне, Мэри Б.
,
Берк, Шэрон Г.
,
Гандерсон, Джон Х.
Учреждение: Государственный университет Среднего Теннесси ,
Технологический университет Теннесси
Сотрудник проекта EPA: Aja, Hayley
Период проекта: 15 августа 2006 г. через
14 августа 2007 г.
(Продлен до 14 августа 2010 г.)
Сумма проекта: 200 000 долларов
RFA: Разработка и оценка инновационных подходов к количественной оценке патогенов в питьевой воде (2005 г.)
Текст RFA |
Списки получателей
Категория исследования: Питьевая вода
,
Целевые исследования
,
Вода
Цель:
Бактерии, способные размножаться и выживать в организме амебы-хозяина, называются «амебоустойчивыми бактериями» (БРА).
Некоторые из бактерий являются литическими для своих амебных хозяев. Эти бактерии включают представителей рода Legionella, а также других легионеллоподобных амебных патогенов (LLAP). Серологические данные свидетельствуют о том, что эти LLAP могут быть серьезной причиной респираторных заболеваний, и, поскольку многие из них не растут на обычных лабораторных средах, их можно не заметить.
Цели этого исследования направлены на защиту здоровья человека с помощью чистой и безопасной воды и здоровых сообществ. Цели состоят в том, чтобы продолжить биологическую очистку ранее собранных проб воды, содержащих инфицированных амеб, продолжить филогенетическую и фенотипическую характеристику бактерий и изолировать дополнительные БРА как из природных, так и из искусственных источников воды.
Подход:
Очистка образцов для удаления загрязняющих бактерий будет включать совместное культивирование аксенов с амебами, а также тщательное промывание и разбавление этих культур. Гены 16S рРНК бактерий будут секвенированы для филогенетических сравнений и построения филогенетических деревьев.
Мы также будем использовать уникальные последовательности бактерий для исследования дополнительных проб воды, чтобы определить распределение ARB в окружающей среде. Фенотипические исследования этих организмов будут включать определение того, как долго бактерии, высвобождаемые из инфицированных амеб, могут оставаться заразными и могут ли эти бактерии пережить высушивание и химическую обработку, когда они защищены пузырьками от инфузорий. Мы также будем использовать гистохимическое окрашивание и окрашивание жизнеспособности, чтобы определить, являются ли эти бактерии цитопатогенными для линий клеток человека. Мы продолжим использовать методы, разработанные в наших лабораториях, которые привели к успешному выделению БРА, для скрининга дополнительных проб воды и сбора большего количества этих новых организмов.
Ожидаемые результаты:
Предварительные результаты уже идентифицировали новые БРА с характеристиками, такими как репликация в ядре, которые ранее не были описаны. Результаты этой работы не только расширят знания о типах или организмах, которые являются ARB, но также предоставят генетические последовательности, которые позволят оценить распространение этих организмов как в естественной, так и в созданной человеком водной среде.