Сосновая коммуналка

Хорошие, сытные места вроде трухлявых пней или отслаивающейся коры – отличное место для того, чтобы вырастить свое потомство. К искренней радости энтомологов, такого мнения придерживается не один вид насекомых: тут и жуки-короеды, и муравьи, и прочие любители разлагающейся органики.

Естественно, делиться нажитой деревом за десятки лет энергией никто из вышеупомянутых дармоедов не собирается, так что в борьбе за ресурсы каждый использует все возможные средства.

Лубоед-стригун Dendroctonus frontalis выбрал партизанский способ ведения войны, лишая своих основных конкурентов главного источника пищи – грибных плантаций.

Дело в том, что эти короеды, как и муравьи-листорезы, не тратят силы и энергию на переваривание жесткой и невкусной древесины. Как настоящие гурманы, они выращивают плантации грибов Entomocorticium sp., и их личинки питаются легкоусвояемыми гифами. Поедаемые, несмотря на их ограниченные права, особо не возражают, ведь благодаря жукам они получают возможность распространения: заботящиеся о своем потомстве древоточцы не только прогрызают туннели и каналы, но ещё и постоянно носят с собой сотню-другую спор, рассеивая их над всей тайгой.

Видимо, понятия об авторских правах в природе не существует, да и слишком уж заманчиво выглядит беззащитное дерево, так что абсолютно так же поступает пара клещ – гриб Ophiostoma minus. Хотя клещ и попадает на новое дерево вместе с короедом, сами насекомые и их личинки не вступают в открытое выяснение отношений, а вот

«пища» ради своих плантаторов активно борется за территорию обитания.

Как выяснили Кэмерон Карри и соавторы опубликованной в Science работы, тут не обходится без наемников, чистая выгода которых практически такая же, как и у грибов. Это бактерии, переносимые лубоедами в тех же специальных органах – мицангиях. Соответственно названный мицангимицин – отличный антимикотик, уничтожающий плантации Ophiostoma minus, лишая клещей пищи.

Действие мицангимицина неспецифическое: он способен поражать все без исключения грибы, а Entomocorticium sp., по мнению Карри, за тысячи лет союза выработал не известный пока науке механизм защиты.

Это не первый случай тройственного союза: уже упомянутые муравьи-листорезы «нанимают» актиномицеты для защиты своих садов.

Так что экологи уже в ближайшем будущем рассчитывают найти новые примеры и расширить свои выводы, а может быть, даже уточнить эволюционный механизм возникновения тандемов и триумвиратов.

Хотя если учесть, что большую часть соавторов представляют микробиологи и фармакологи, то лесники из Университета Миссисипи займутся сбором материала для гарвардских лаборантов уже совсем с другой целью. Мицангимицин может оказаться неплохим средством-прототипом для лечения микозов, которые с учетом распространенности разнообразных иммунодефицитов нередко приводят и к летальным исходам.

Правда, придется найти способ стабилизировать эту молекулу, уж слишком недолго она существует за пределами родного микроокружения. Можно пойти и другим путем, выяснив детали и механизм работы мицангимицина и синтезировав его аналог. В любом случае то, что даже за тысячи лет борьбы Ophiostoma minus не выработал устойчивости, немало обнадеживает.

Центр управления стрессом бактерии

Умелое поведение в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды – залог выживания всех существующих организмов. Вот только если в жару мы идем к холодильнику, птицы отправляются купаться, а жучки прячутся, то бедным бактериям, не способным активно покрывать такие расстояния, приходится выкручиваться самостоятельно.

Добавьте добрый миллиард лет форы, выданной эволюцией прокариотам, и вы получите организмы, не только идеально приспособленные для существования в экстремальных условиях, но и мгновенно реагирующие на сильные потрясения.

Отчасти это происходит благодаря существующему у них «командному центру стресса» – стрессосоме.

Её структуру Марин ван Хел из Имперского колледжа Лондона и коллеги детализировали с помощью криоэлектронного микроскопа.

О существовании у бактерий стрессосом ученые знали: протеобактерии, актинобактерии, цианобактерии и бактероиды обладают этой органеллой и используют её при защите в критических ситуациях. Но, как ей удается играть роль координационного центра, до сих пор оставалось неизвестным.

Вне зависимости от раздражающего фактора, будь то этанол, насыщенный раствор обычной соли или губительного даже в малых концентрациях азида натрия, Bacillus subtilis активирует сигнальный сигма-фактор стресса. И уже он дирижирует «комплексным» ответом. Если для эукариот объединение нескольких сигналов в один не в диковинку, то открытие такого механизма у бактерий, даже не обладающих отдельно выраженным ядром и мембранными органеллами, весьма удивило ученых.

Анализ тонкой структуры выявил гигантский белковый комплекс массой 1,8 мегадальтон, очень сильно напоминающий по форме оболочку вируса – капсид.

Идею возможного вирусного происхождения «стрессового мозга» бактерии ученые развивать не стали, хотя рецепторные выступы-антенны только усугубляют сходство.

Как предположили ван Хел и коллеги, рецепторные части отвечают за восприятие сигналов о разных видах стресса, реагирует же центральное «ядро». Максимальная активность достигается через 20 минут после поступления сигнала и заключается в синтезе более чем сотни белков, помогающих защитить клетку от перегрева, разрыва или банального высушивания.

Эта задача облегчается расположением стрессосом, закрепленных цитоскелетом неподалеку от кольцевидной цепочки ДНК – нуклеоида, несущего у прокариот основную генетическую информацию. Всего «командных центров» исследователи насчитали 20 штук.

Вкупе с более быстрым по сравнению с эукариотами процессом синтеза белков такое расположение обеспечивает скорейшую реакцию на самые неприятные события.

Структура же, по мнению авторов публикации в Science, как нельзя кстати подходит для «подстройки» ответного сигнала в зависимости от силы химического или физического раздражителя.

Насколько это соответствует реальности, ван Хел сможет определить в ближайшем будущем. Она получила доступ к самому современному криоэлектронному микроскопу, так что следующий анализ будет проводиться уже на уровне отдельных аминокислот и будет сравним по точности с рентгеновской кристаллографией.