Bakterie: oszustwa i współpraca
Ewolucja daje wiele przykładów współpracy, w których osobniki ponoszą jej koszty, lecz osiągają korzyści na innych obszarach. Klasycznym przykładem są robotnice wśród owadów społecznych, które nie rozmnażają się, lecz poświęcają się całkowicie wychowywaniu potomstwa królowej. Finansowany przez UE projekt PA_EXP_EVOL badał jeden z wielu przykładów współpracy w świecie mikroorganizmów, jaki stanowi pałeczka ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa). Ta bakteria jest oportunistą, który może wywołać zakażenie uszkodzonej tkanki lub zaatakować organizm z osłabionym układem odpornościowym. Naukowcy z projektu analizowali wytwarzanie sideroforów, które mogą wyszukiwać żelazo w środowisku, gdzie panuje jego niedostatek. Wytwarzanie sideroforów jest wspólnym działaniem, jako że znalezione żelazo mogą następnie pobrać wszystkie mikroorganizmy namnażające się w danym obszarze. Stwierdzono przypadki oszustw. Miały one miejsce częściej w warunkach laboratoryjnych niż w naturalnych siedliskach. Oszustami są mutanty, które nie wytwarzają już sideroforów, lecz nadal korzystają z ich wytwarzania przez sąsiadujące mikroorganizmy. Ponadto zespół wykrył, że naturalna selekcja w rzeczywistości promuje współpracę i działa na niekorzyść "oszustów". Taka sytuacja ma miejsce, gdy wytwarzanie sideroforów jest zmniejszone po dostatecznym ich uzyskaniu. Taka strategia "minimalizowania kosztów" ograniczała też ryzyko inwazji "oszustów". Jedno z odkryć, które może mieć bezpośrednie zastosowanie terapeutyczne, polega na wyciszeniu zdolności do tworzenia sideroforów, co znacząco obniża wirulencję. Korzystając z motyla nocnego barciaka większego jako organizmu modelowego wyciszano szlaki wychwytu żelaza przez bakterie. Zwiększało to przeżywalność motyli i ograniczało wzrost bakterii. Co ciekawe analizując pokolenia oszustów i współpracowników wśród mikroorganizmów należy stwierdzić, że oba typy przystosowały się do siebie nawzajem. Oszuści nauczyli się lepiej oszukiwać, wyciszając niepotrzebne szlaki metaboliczne, a współpracownicy stali się mniej wrażliwi na oszustów. Nie tylko ograniczyli inwestycje we współpracę, lecz ograniczyli przemieszanie z oszustami, co ograniczyło poziom, w którym byli wykorzystywani. Wydaje się, że życie społeczne mikroorganizmów nie jest jednak takie proste i pozwala odkryć wiele prawideł ewolucji i adaptacji do przeszkód środowiska. Platforma wiedzy na temat szlaków metabolicznych może znaleźć zastosowanie w zwalczaniu zakażeń.
Słowa kluczowe
Bakterie, Pseudomonas aeruginosa, współpraca, zakażenie, siderofory, żelazo
