Ученые Кембриджского университета в Великобритании выяснили роль случайных процессов в развитии сложных биологических организмов из клеток. Это позволяет раскрыть тайну возникновения многоклеточной жизни, сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Исследователи изучили развитие бактериальных биопленок, которые возникают, когда свободноживущие бактерии прикрепляются к поверхности и начинают агрегировать друг с другом, создавая трехмерную структуру, напоминающую многоклеточный организм. Такой консорциум предоставляет микроорганизмам дополнительные преимущества для выживания, включая повышенную устойчивость к стрессовым факторам окружающей среды.
Ученые проследили за судьбой отдельных генетически идентичных клеток в составе биопленок. Оказалось, что клетки способны брать на себя одну из двух возможных ролей. Одни превращаются в споры, образуя резервный пул бактерий, а другие продолжают расти и активируют защитные стрессовые реакции. Выбор между двумя взаимоисключающими функциями осуществляется благодаря генетическим механизмам, а именно регуляторным фактором sigmaB, который ингибирует образование спор.
Оказалось, что sigmaB случайным образом включается и выключается в бактериях, формируя участки со спорами и защитными клетками. Такая пульсация регулятора играет ключевую роль в создании пространственных структур при формировании биопленок.