Bakterije v naravnih okoljih večinoma živijo v večceličnih skupinah, imenovanih biofilmi. Celice, ki živijo v biofilmih, so vključene v povezujoč zunajcelični matriks (ECM, angl. extracellular matrix) in zaradi svoje bližine intenzivno vstopajo v socialne interakcije. V preteklem obdobju so biofilme v večini raziskovali v monokulturah in zato je znanje o genetsko heterogenih biofilmih omejeno. Nedavne raziskave so pokazale, da se po Gramu-pozitivna bakterija Bacillus subtilis, ki služi kot model za raziskave biofilmov, med rojenjem drugače odziva na seve z visoko (kin) in nizko (nonkin) genetsko sorodnostjo. In sicer se roji visoke genetske sorodnosti združujejo, manj sorodni roji te vrste pa prostorsko ločujejo. Kako genetska sorodnost med sevi B. subtilis vpliva na fitnes in prostorsko razporeditev celic v biofilmu ni znano. Ravno tako ni znano ali mutacija v epsA-O operonu za sintezo zunajceličnega polisaharida (EpsA-O) in mutacija v wapAI, ki je odgovoren za sintezo kontaktno odvisnega toksina (CDI, angl. contact-dependent inhibition) WapA, vplivata na kompeticijo in vključevanje teh mutant v pelikel starševskega oziroma manj sorodnega seva. V okviru disertacije smo naslovili ta manjkajoča znanja tako, da smo kokultivirali seve B. subtilis različne genetske sorodnosti v minimalnem gojišču (MSgg), ki spodbuja tvorbo pelikla v statičnih pogojih. Pokazali smo, da v peliklih sestavljenih iz manj sorodnih sevov pride do tekmovanja in izrivanja enega seva s strani drugega, medtem ko bližnji sorodniki ohranjajo v peliklih primerljive relativne frekvence. Manj sorodni sevi se razvrščajo v vidno ločene zaplate, ki so različnih velikosti, medtem ko se bližnji sorodniki bolj homogeno mešajo. Poleg tega smo ugotovili, da je vključevanje mutante epsA-O v pelikle manj sorodnega seva, ki proizvaja EpsA-O, omejeno. Mutanta wapAI ima znižani fitnes v kokulturi z manj sorodnim sevom v rojih in peliklih, medtem ko starševski sev zmanjša fitnes te mutante le v rojih. Zanimivo je, da se wapAI mutanta v peliklu kljub temu slabše meša s starševskim sevom in tvori večje zaplate v primerjavi s peliklom sestavljenim iz dva izogena seva. V peliklu z manj sorodnim sevom je wapAI mutanta skoraj popolnoma izključena. Če povzamemo, naši rezultati prvič pokažejo, da v peliklih sorodstveno razlikovanje bakterij vpliva na fitnes sevov ter njihovo prostorsko razporejenost in mešanje. Ravno tako prvi pokažemo, da sorodstveno razlikovanje omeji izkoriščanje komponent ECM (EpsA-O) s strani manj sorodnih mutant, ki ga ne proizvajajo, medtem ko tega omejevanja ni zaznati s strani starševskega seva. Podobno, starševski sev tolerira mutanto wapAI v peliklih, ne pa v rojih, kjer je mutanta občutljiva za napad starševskega in manj sorodnega seva. Rezultati te disertacije pomembno razširijo znanje o mehanizmih sorodstvenega razlikovanja bakterij.
|
