Ученые: Черви запоминают запах болезней

19.10.2017
У круглых червей в ряде случаев клеточную защиту от бактериальных инфекций активирует нервная система, а не иммунная

Биологи из Университета Айовы (США) установили, что круглые черви Caenorhabditis elegans способны запоминать запах болезнетворных бактерий. Это помогает им быстрее справляться с инфекцией в дальнейшем. Особенно интересно, что в запоминании патогенов у червей участвуют в первую очередь нервные клетки, а не иммунная система. Научная статья о необычных способностях круглых червей опубликована в журнале Science Signalling.

В экспериментах животных разделили на несколько групп. Одни некоторое время находились в сосуде с пахучими веществами бактерий Pseudomonas aeruginosa PA14, опасных для этого вида червей. Другие столько же времени провели в сосуде с парами этилового спирта, третьи — с раствором аминокислоты L-гомосерина, четвертые — только с водой. На следующий день всех C. elegans пересадили в сосуды с Pseudomonas aeruginosa PA14 и отмечали долю погибших червей каждый час.

Черви, которые перед встречей с бактериями уже знали их запах, справлялись с инфекцией гораздо чаще, чем животные из остальных экспериментальных групп. Молекулярный анализ показал, что у них после контакта с Pseudomonas aeruginosa PA14 быстрее активировался белок HSF-1. Он включает гены шаперонов — протеинов, восстанавливающих правильную структуру других белков. Дело в том, что крупные белки неправильной формы могут серьезно навредить клетке и даже уничтожить ее. Поражающие червей бактерии заставляют ряд белков принимать неправильную форму. В этом и заключается их токсическое воздействие на организм.

Особенно интересно то, что активацию HSF-1 можно было ускорить с помощью нейромедиатора серотонина, участвующего в процессах запоминания. Его добавление в питательную среду, на которой жили черви, дополнительно повышало их выживаемость после контакта с бактериями. Такой же эффект оказывала оптогенетическая (световая) активация нервных клеток C. elegans, выделяющих серотонин. Отсюда следует, что нейроны червей запоминают запах бактерий и при следующих встречах с ними максимально быстро дают команду на активацию защитных механизмов клеток. Это необычно, так как в большинстве случаев патогены запоминают клетки иммунной системы.

Главный автор работы, Вина Пралад (Veena Prahlad), считает, что похожие механизмы реакции на патологические изменения можно найти и у людей. Вероятно, молекулы, подобные HSF-1, можно было бы активировать различными нейромедиаторами при нейродегенеративных заболеваниях, когда нервные клетки отмирают и уже сами не справляются с опасными для них и окружающей ткани белками.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Телескоп "Хаббл" запечатлел крупнейшее ДТП во Вселенной

В кадр попало столкновение двух галактик