Швейцарские ученые выяснили, что бактерии Pseudomonas aeruginosa меняют направление движения после столкновений с соседями. Благодаря этому они сохраняют подвижность в плотных скоплениях и организованно перемещаются по периферии колонии.

Исследование специалистов Федеральной политехнической школы Лозанны показало, как бактерии избегают заторов при коллективном движении в условиях высокой плотности микроорганизмов. Работа опубликована в журнале Nature Microbiology, сообщает Phys.org.

Ученые установили, что Pseudomonas aeruginosa обладает необычным сенсорным механизмом. При столкновении с соседними бактериями микроорганизм за считаные секунды меняет направление движения. Это позволяет популяции сохранять подвижность в плотной среде и одновременно организованно перемещаться по периферии колонии, где она расширяется на новые территории.

Чтобы в реальном времени наблюдать за движением микроорганизмов, исследователи создали микроскопические лабиринты.

Затем они сравнили обычные бактерии с мутантными, которые не чувствуют столкновений и продолжают двигаться только вперед. Мутантные микроорганизмы быстро застревали в плотных скоплениях, тогда как обычные бактерии успешно маневрировали в узких пространствах.

В лабиринте лишь 1% мутантных бактерий смогли найти выход за четыре часа. Обычные бактерии за это время исследовали 92% пространства, а 20% из них достигли конца лабиринта.

«Перемещаясь по поверхности, бактерии ощущают момент столкновения с соседями. В ответ они меняют направление движения, что позволяет группе разрушать плотную структуру, сохраняя при этом организованность там, где она необходима, — например, на периферии растущей колонии», — объяснила ведущая автор исследования Лор Леблан.

Открытие меняет представление о том, как бактерии распространяются в организме человека. Ранее их коллективное перемещение считалось пассивным физическим процессом, однако исследование показывает, что микроорганизмы активно управляют движением, преобразуя механические контакты в сенсорную информацию.

Полученные данные могут помочь в борьбе с биопленками, которые бактерии образуют в ранах. Механизм движения микроорганизмов также способен вдохновить инженеров на разработку групп роботов, которые смогут ориентироваться в незнакомой среде с многочисленными препятствиями, не создавая заторов.