Ученые из Гавайского университета установили, что бактерии, населяющие светящийся орган небольшого головоногого моллюска Euprymna scolopes, влияют на активность генов в других частях его организма.
Данный моллюск принадлежит к отряду Sepiolida, близкому к каракатицам. Его размер без учета щупалец составляет всего 0,3 сантиметра, а вес 2,7 грамма. Живет он на мелководье и активен по ночам, когда охотится на мелких ракообразных. Люминесцентные бактерии Vibrio fischeri обитают в специальном органе в мантии этого моллюска. Они получают от моллюска необходимые для жизни питательные вещества, а взамен обеспечивают его «эффектом невидимости». Благодаря этим бактериям и устройству светящегося органа нижняя поверхность тела моллюска излучает примерно столько же света, сколько падает на него сверху, в результате при взгляде снизу контуры его тела менее заметны. Моллюск способен регулировать люминесценцию в зависимости от освещенности, его брюшная сторона по-разному светится в лунные и безлунные ночи. «Учитывает» он даже наличие облачности.
В лаборатории Маргарет Макфолл-Нгаи (Margaret McFall-Ngai) и Эдварда Руби (Edward Ruby) изучают Euprymna scolopes уже почти тридцать лет. Недавно сотрудница лаборатории Сильвия Мориано-Гутьеррес (Silvia Moriano-Gutierrez) задалась вопросом, влияют ли бактерии из светового органа моллюска на экспрессию генов в других частях его организма. Она использовала два штамма этих бактерий: дающий яркое свечение дикий тип и специально созданный штамм «дельта-люкс», у которого люминесценция отсутствует.
Кожа Euprymna scolopes под микроскопом. Светящиеся бактерии (обозначены красным) провоцируют экспрессию генов (зеленый цвет) в эпителии (синий). Фото: Silvia Moriano-Gutierrez, UH Mānoa/SOEST/PBRC
Затем исследователи сравнили активность генов у трех групп моллюсков. В одной из них были моллюски с обычными светящимися бактериями, в другой с бактериями штамма «дельта-люкс», а в третьей те, чей световой орган был свободен от бактерий-симбионтов. К удивлению ученых, оказалось, что на экспрессию генов в световом органе влияет не наличие или отсутствие бактерий, а способность или неспособность бактерий к люминесценции. Аналогичным образом реагировали гены в клетках глаза. А вот в жабрах, служащих для моллюска одновременно органом дыхания и иммунной системы, гены реагируют на наличие бактерий вне зависимости от их свечения.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
