Tento proces nastartuje stres.
Když antibiotika napadnou mikroorganismus, jeho sousedé zpanikaří. Ale ne tak, jak jsme očekávali. Nehrabou se a nečekají na nejhorší. Jsou k sobě přitahováni. Sdílejí bílkoviny.
Zní to šíleně, já vím. Vždy jsme věděli, že bakterie si vyměňují DNA. Horizontální přenos genů je klasikou mikrobiologie. Víme, že předávají geny odporu jako stranické přízně. Vědci však dlouho předpokládali temnější a složitější úroveň interakce. Možná si také vyměňují funkční proteiny. Věřilo se, že doručovací „náklaďáky“ jsou malé kapalné bubliny zvané vezikuly. Tuková membrána, proteinový náklad – chick-chick, a ne.
Ale kde jsou důkazy?
Žádné nebyly.
„[Ve zpětném pohledu] nebyly žádné důkazy,“ říká Christopher Herman, mikrobiolog z Baylor College of Medicine. Zatím. On a jeho tým právě publikovali článek v časopise Science, který tento proces konečně zdokumentoval. Žít. Tedy řečeno na film.
Past
Herman a jeho kolegové nastražili past. Jednoduchý. Elegantní. Použili dvě populace E. coli (Escherichia coli).
První skupinou jsou příjemci. Tyto ubohé duše nesly zlomený gen. Převrácené, zbytečné, hloupé. Bez funkční verze tohoto konkrétního genu by nedokázali zpracovat galaktózu, jednoduchý cukr. V podstatě hladověli, zbaveni tohoto konkrétního zdroje energie.
Pak dárci. Tihle chlapi měli zbraň: Cre-rekombinázu. Protein, který dokáže korigovat převrácené geny. Působí jako nůžky a lepidlo. Vystřihne a vloží gen a vrátí jej do funkčního stavu. Pokud by přijímající buňka přijala tento protein Cre, mohla by přepnout gen zpět. Byl zapnut „režim hodování“.
Tady je háček. Přenos DNA by zde nefungoval. Příjemci potřebovali protein k vyřešení okamžitého problému. Museli fyzicky obdržet Cre rekombinázu od dárce.
Experiment se zdál být odsouzen k neúspěchu. Nebo z nudy.
“[Herman] odjel na dovolenou. Byla jsem v laboratoři. Myslím, že jsme nic nečekali,” vzpomíná vedoucí autorka studie Alice Wen.
Pozorovali Petriho misky. Dny plynuly. A najednou. Pomalu, bolestivě se objevil signál. Bakterie se rozdělila. Protein Cre se pohnul. Příjemci jedli galaktózu. Výměna proběhla.
I když je to zatraceně pomalé. Nebyla to povodeň, ale kapka.
Dokud se tlak nezvýšil.
Účinek antibiotik
Do této směsi vhoďte antibiotika.
Podívejte se na reakci.
Přenosové rychlosti raketově vzrostly. Čtyřitisíckrát. Nejedná se o žádné kolísání. Toto je panická reakce. Stres z drogy způsobuje, že se kolonie zapojí do zběsilé výměny zdrojů.
Ve volné přírodě to rozděluje bakterie na dva kmeny. Mučedníci a spáči.
Většina buněk reaguje vylučováním váčků. Vykládají svůj proteinový náklad do životního prostředí a sami se tak nechají bezbranní. Je to druh sebevražedného paktu, ale náklad jde na sousedy. Mezitím ostatní buňky ztichnou. Přestanou se rozmnožovat. Zastavují produkci bílkovin, aby se skryly před lékem. Jsou spící, křehcí a potřebují pomoc.
Herman věří, že vezikuly dodávají nástroje pro opravu. DNA polymerázy. Co tyto spící buňky potřebují k restartu života, když bombardování ustane. Živí živí spící. Funguje to i na hranicích mezi druhy.
Proč?
Kdo ví. Upřímně, nevíme.
“Prostě víme, že se to děje,” říká Wen.
Možná je to otázka přežití populace. Jedna buňka zemře, aby ostatní mohli žít. Nebo je to možná sobectví v jemné podobě. Možná buňka unáší protein svého souseda, aby ho otestovala. Mikrobiální bezplatná zkušební verze. Než se rozhodne ukrást trvalé aktiva, jako je DNA, nejprve vyzkouší dovednosti svého souseda.
A funguje to. Tady je ta věc.
Laurent Van Melderen ze Svobodné univerzity v Bruselu nebyl do studie zapojen. Dívala se ze strany. Líbí se jí, co vidí.
“Je to velmi elegantní způsob, jak dokázat existenci přenosu bílkovin. Jsem si jistá, že mají pravdu,” říká.
Kontrolní skupiny byly přísné. Žádné mezery. Závěr je stabilní. Když se něco pokazí, bakterie se dělí o své železo. Předávají štafetu. Sdílejí náklad.
Přežití nejzdatnějších si obvykle představujeme jako individuální sport. Sám. K těm nejsilnějším. Ale zde, na mikroskopické úrovni, je komunita důležitější než jednotlivec. Vytvářejí ochrannou síť tuků a bílkovin.
To nás nutí se ptát: kdo je skutečný nepřítel?
