Ученые Санкт-Петербургского государственного университета первыми в мире нашли и подробно описали симбиоз инфузории и дрожжей из водной среды. Данные дрожжи могут заражать инфузорий и в природе, в конечном счете способствуя распространению грибковых заболеваний у людей. Исследование таких ассоциаций позволяет лучше понять место таких симбиозов и их влияние на окружающую среду.
Колонии дрожжей Rhodotorula mucilaginosa, выращенные из клеток, полученных из разрушенных инфузорий на специальной дрожжевой среде. Колонии имеют характерную коралловую окраску. Фото предоставлено Еленой Сабанеевой
Симбиотические ассоциации, или симбиозы, в природе — это совместное существование неродственных организмов, причем оно не обязательно выгодно обоим субъектам, но и может наносить вред. Симбионтом называют мелкий организм, который живет либо на поверхности более крупного (эпибионта), либо внутри (таких называют эндобионтами).
Описанные явления можно часто встретить и у инфузорий, которые формируют ассоциации с другими микроорганизмами: бактериями, одноклеточными водорослями, дрожжами. Такие ассоциации играют важную роль в экологии водоемов и представляют интерес для ученых, поскольку в стабильной симбиотической системе формируются сложные механизмы регуляции, где партнеры постоянно «подстраиваются» друг под друга. Кроме того, недавно науке стало известно, что к числу симбионтов инфузорий могут относиться микроорганизмы, вызывающие заболевания человека (то есть патогенные) или родственные им.
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета исследуют разные варианты симбиотических ассоциаций инфузорий, которые могут быть в пробах воды. Так, биологам Санкт-Петербургского университета в данном случае удалось выделить из природного водоема клон инфузорий, несущий в цитоплазме дрожжи. Таким образом, они первыми в мире нашли и подробно описали симбиоз инфузории и дрожжей из водной среды.
«Около 40 лет назад такой феномен уже регистрировали в лабораторных условиях, однако полного описания он тогда не получил из-за того, что не были разработаны молекулярные методы исследования. Сегодня же такие методы развиты и они позволяют получить полную картину систематики данных организмов, именно такое описание мы и смогли составить», — рассказала доцент кафедры цитологии и гистологии СПбГУ Елена Сабанеева.
С помощью методов световой, конфокальной и электронной микроскопии ученые Университета охарактеризовали симбиотическую систему и продемонстрировали, что симбионты инфузории данного клона имеют строение, типичное для дрожжей. Благодаря молекулярным методам они определили последовательности маркерных генов инфузории и дрожжей и определили видовую принадлежность партнеров.
Кроме того, биологи провели экспериментальное заражение и показали, что инфузории Paramecium bursaria, свободные от своих обычных симбионтов, зоохлорелл, заражаются дрожжами Rhodotorula mucilaginosa, если в среде их концентрация повышена. Следует отметить, что 40 лет назад эти дрожжи считались безвредными. Современные методы позволили ученым определить, что эти организмы могут вызывать у людей грибковые инфекции, что подтверждает гипотезу о том, что инфузории могут быть переносчиками возбудителей некоторых болезней человека.
«Мы показали, что инфузории Paramecium bursaria способны спонтанно заражаться дрожжами Rhodotorula mucilaginosa в природе. Эта способность характерна не только для лабораторной культуры, которая может быть ослаблена из-за длительного содержания в искусственных условиях и экспериментов», — отметила Елена Сабанеева.
Исследование проводилось в ресурсном центре «Культивирование микроорганизмов» Научного парка СПбГУ.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Protoplasma.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.