Биологи СПбГУ впервые подробно описали симбиоз инфузории и дрожжей

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.