Группа исследователей, состоящая из представителей нескольких учреждений в Японии, узнала больше о процессе, связанном с развитием естественных симбиотических отношений, путем создания искусственного между кишечной палочкой и клопами-вонючками.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology, группа описывает, как они установили симбиотические отношения между бактериями и насекомыми и что это показало им об эволюции таких отношений. Мартин Калтенпот из Института химической экологии им. Макса Планка опубликовал статью «Новости и мнения» в том же номере журнала, в которой рассказывается о работе, проделанной командой в Японии.

Предыдущие исследования показали, что существует очень много примеров симбиотических отношений в естественном мире — например, бактерии в кишечнике человека, которые помогают перерабатывать пищу. Но мало что известно о том, как возникают такие отношения. В этой новой попытке исследователи стремились узнать больше о процессе, который может привести к тому, что очень разные существа будут получать взаимную выгоду от способностей друг друга.

Работа группы включала удаление Pantoea sp. бактерии из крипт в кишечнике нескольких вонючих клопов — предыдущие исследования показали, что бактерии необходимы для их выживания — и замена их кишечной палочкой. Как и ожидалось, выжило от пяти до десяти процентов клопов-вонючек. Кроме того, те, что выжили, были не очень здоровы — они превратились из зеленых в коричневые и уменьшились в размерах.

Исследователи собрали E. coli у самых здоровых насекомых и поместили их в следующее поколение. Они делали это снова и снова для последующих поколений, пока клопы снова не стали выглядеть здоровыми. Как только они стали такими же здоровыми, как и в контрольной группе , исследователи собрали у них образцы кишечной палочки и провели их генетический анализ , чтобы выяснить, какие изменения они претерпели, чтобы сделать их полезными для клопов-вонючек.

Они обнаружили, что только один мутировавший ген имел значение — тот, который был вовлечен в нарушение пути репрессии углеродного катаболита. Исследователи не смогли точно определить, почему именно такая мутация имела значение, но подозревают, что она была связана с тем, чтобы помочь клопу избавиться от нездоровых источников углерода. Они также отмечают, что их работа немного открыла двери для понимания того, как развиваются симбиотические отношения.