Mikrobai: Photorhabdus luminescens

https://www.thenakedscientists.com/articles/features/photorhabdus-luminescens-angels-glow

Šį kartą „Mikrobų“ skyrelyje bakterija, apie kurią ir pati pirmą kartą išgirdau – Photoharbdus luminescens (dar žinoma Xenorhadus luminescens pavadinimu). Ši bakterija yra įdomi tuo, jog ji yra bioliuminescencinis mikrobas. Liuminescencija – švytėjimas, kurį sukelia nešiluminis energijos šaltinis. Tiksli šios bakterijos bioliuminescencijos priežastis, deja, bet nėra žinoma. Manoma, kad ji gali vienus vabzdžius (ir žinduolius) pritraukti, o kitus priešingai – atbaidyti. Vabzdžių priviliojimas yra svarbus P. luminescens simbiontams – nematodams.

Svarbiausia šio mikrobo funkcija yra simbiontiniai santykiai su patogeniniais nematodais (šeima Heterorhabditidae). Jie yra daugelio vabzdžių patogenai, tačiau patys vabzdžių nepražudo – tą atlieka bakterijos-partnerės. P. luminescens gyvenimo ciklas priklauso nuo šių simbiontinių santykių su nematodais. Bakterijos gyvenimo ciklas prasideda nematodo žarnyne. Kai nematodas suranda tinkamą vabzdį-šeimininką, bakterijos patenka į vabzdį. Vabzdyje dauginasi tiek bakterijos, tiek nematodai. Kai pasibaigia infekcinė stadija, bakterijos grįžta į nematodų žarnyną ir nematodai, kartu su juose esančiomis bakterijomis, palieka vabzdį-šeimininką ir ieškosi naujo, kad galėtų pradėti naują gyvenimo ciklą. Kad vabzdys būtų nužudytas, užtenka vos 10 bakterijų ląstelių. Procesai, kuriais bakterijos išvengia vabzdžio apsaugos mechanizmus, nežinomi. P. luminescens vabzdžio organizme gamina toksinus ir baltymus, kurie pažeidžia šeimininką. Vienas tokių toksinų – Mcf (makes caterpillars floppy). P. luminescens taip pat gamina antibiotikus, kurie sumažina konkurenciją su kitomis bakterijomis.

P. luminescens vabzdžio žarnyne

Kai nematodai infekuoja vabzdžius, P. lunimescens patenka į vabzdžio kraujotaką, gamina toksinus, kurie vabzdį pražudo. Bakterijos taip pat sekretuoja fermentus, kurie suskaido žuvusius vabzdžius ir juos paverčia į maistines medžiagas. Sekretuojami fermentai – ekstraląstelinė lipazė, skaidanti lipidus (riebalus), ir ekstraląstelinė proteazė, skaidanti baltymus. Šias maistines medžiagas naudoja tiek nematodai, tiek bakterijos. Tokiu būdu abu organizmai gauna pakankamai maistinių medžiagų pragyvenimui.

Bakterijos ir nematodo gyvenimo ciklas

P. luminescens kol kas yra vienintelis organizmas, turintis dvigubą fenotipą – vieniems vabzdžiams yra simbiontinis, o kitiems – patogeninis. Patogeninis fenotipas jau aprašytas, o simbiontinis – P. luminescens gaminami antibiotikai ir toksinai apsaugo vabzdžius nuo konkurentinių bakterijų ir grybelių infekcijų. Turima duomenų, kad P. luminescens gali sukelti infekcijas ir žmogaus organizme.

Sekit ir dalinkitės. Iki kito susitikimo :)

Informacijos šaltiniai: 

• https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Photorhabdus_luminescens