Cyanidforsvaret:Hvordan en bakterie hæmmer rovdyr med gift

Mikrobiologer i Sydkorea rapporterer i denne uge i mBio, at bakterien Chromobacterium piscinae producerer cyanid, når de bliver angrebet fra Bdellovibrio bacteriovorus HD100 , et mikrobielt rovdyr fundet i floder og jord, der indtager sit bytte indefra og ud. Forskerne fandt ud af, at byttet producerede niveauer af cyanid, der var høje nok til at hæmme, men ikke dræbe, det B. bacteriovorus HD100 .

Det viste eksperimenter C. piscinae producerede det beskyttende cyanid i en næringsrig bouillon. I et medium uden næringsstoffer, det producerede ikke cyanidet og blev forbrugt. Forskerne formoder, at bakterierne sandsynligvis bruger en ingrediens i bouillonen til at producere cyanidet. Denne observation indebærer, at en bakteries forsvar kan afhænge af placering - og mere generelt, at bakterier kan indeholde beskyttelsesmekanismer, der udløses i nogle miljøer, men ikke hos andre.

At studere sådanne mekanismer kan få forskere til bedre at forstå, hvordan nogle patogene bakterier beskytter sig mod antibiotika, siger mikrobiolog og studieleder Robert Mitchell. Hans laboratorium ved Ulsan National Institute of Science and Technology, i Sydkorea, fokuserer på at forstå, hvordan mikrobielle byttedyr beskytter sig mod rovdyr. De undersøger, hvordan bakterielle rovdyr kan lide B. bacteriovorus HD100 kan optimeres som "levende antibiotika", der kan målrette mod bakterielle patogener.

Undersøgelsen tyder på, at mikrober kan have midler til at modstå predation, der kun viser sig i visse omgivelser. "Modstand kan være til stede, men vi finder det ikke, fordi vi ikke leder efter de rigtige forhold, "siger han." Denne undersøgelse ligner lidt en advarsel. For at forstå, hvordan bakterier kan modstå behandling, vi skal se på de faktiske forhold i værten. "

De nye fund i mBio tilpasse sig det arbejde, der blev offentliggjort tidligere på året af Mitchells gruppe, som identificerede forbindelser i humant blod, der hæmmer predation af infektiøse bakteriestammer - lignende E coli og Salmonella enterica - ved B. bacteriovorus HD100 .

Da forskerne søgte spor efter hvordan C. piscinae modstår predation, Mitchell siger, at de ikke havde forventet at finde cyanid. Deres undersøgelse begyndte, da i tidligere forsøg, de bemærkede, at bakterien overlevede angreb i næringsrige medier. I et næringsfattigt miljø, imidlertid, rovdyret spiste byttet.

Deres første mistænkte var violacein, en metabolit produceret af C. piscinae der strukturelt ligner en forbindelse, de tidligere havde knyttet til rovdæmning. Imidlertid, forsøg viste, at det ikke var ansvarligt.

"Vi måtte gennemskue litteraturen for at finde noget andet, vi ikke vidste, "Siger Mitchell.

Ultimativt, en af ​​hans elever identificerede cyanid som synderen. Det bekræftede forskerne C. piscinae produceret store mængder cyanid, når de dyrkes i næringsrig bouillon, og at de dyrkede i HEPES, en næringsfattig buffer, gjorde ikke. Yderligere forsøg bekræftede, at cyanid hæmmer B. bacteriovorus HD100 . Cyanidet forgiftede ikke C. piscinae . "Nogle af dataene i vores undersøgelse tyder på, at byttedyrbakterierne kan nedbryde det, "Siger Mitchell.

Gruppen planlægger nu at se på, hvordan andre rovbakterier reagerer på cyanid, samt andre faktorer, der potentielt kan hæmme eller negativt påvirke rovdyrsaktivitet i mikrober.