Специалисты Швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) показали, что некоторые патогенные бактерии, вроде возбудителя туберкулеза, используют ранее неизвестный механизм для управления делением. Открытие может помочь в борьбе с микробами. Большинство палочковых бактерий делением посредине, происходящим после того, как ДНК скопировалось и распределилось на противоположных концах клетки. Кажущийся простым процесс требует жесткой и четкой координации, осуществляющейся 2 биологическими системами. Нуклеоидная окклюзия защищает генетический материал от деления до копирования и распределения. «Миниклеточная» система локализирует участок разделения в середине клетки.

Но некоторые виды, вроде туберкулезной бациллы, не пользуются этими механизмами. Объединив данные оптической и атомно-силовой микроскопии, специалисты EPFL смогли впервые отследить процесс деления таких бактерий. Выяснилось, что они используют для отметки будущих участков деления волнообразные колебания по всей длине тела. Исследование представлено в Nature Microbiology.

Работа была проведена лабораториями Джона МакКинни и Георг Фантнер. Ученые хотели понять, как бактерии, не имеющие гены для нуклеоидной окклюзии и миниклеточной системы, решают, когда и где делиться. Подобные структуры отсутствуют у многих патогенов, и понимание принципов их размножения поможет улучшить методы борьбы с ними.

Исследователи работали с безопасным родственником палочки Коха, Mycobacterium smegmatis. Они провели самый длинный в истории непрерывный эксперимент с АСМ на растущих клетках. Специалисты проследили жизненный цикл бактерий в нескольких поколениях. Неожиданно по всей длине палочек обнаружились «желобообразные» структуры, определяющие будущие участки деления.

Ученые измерили эти условно повторяющиеся волны. Их амплитуда (около 100 нм), была слишком маленькой для выявления стандартными микроскопами. Волнообразные структуры наследуются «дочерьми» бактерий. По словам ведущего автора работы, Александра Эскандариана, они могут формироваться за 3 поколения до использования в качестве участков деления.