Микробиологи случайно превратили миллионы хищных бактерий в полотно «Звездная ночь» художника Винсента Ван Гога. Такой неожиданный результат — часть экспериментов над генетической схемой, которую существа используют, чтобы отличать друга от врага.

Myxococcus xanthus десятилетиями изучалась как модельная система для социального взаимодействия и регуляции бактериальных генов. Исследователи из Университета Райса и Университета Вайоминга изучали мутирующие M. xanthus, которые сверхэкспрессируют два белка. Их, в свою очередь, клетки используют для распознавания близких родственников. В итоге ученые обнаружили ранее неизвестное поведение у этих бактерий: они самоорганизовывались в круги диаметром миллиметр и более.

M. xanthus — хищники, они питаются другими бактериями. Не имея внутренних органов для переваривания своей добычи, они объединяются в семейные «стаи», чтобы поглощать и пожирать жертв, среди которых могут быть M. xanthus, которые не являются родственниками для группы. В предыдущих исследованиях ученые выяснили, что он использует поверхностный рецептор TraA и белок TraB, который помогает бактериям узнавать «своих». Когда M. xanthus сталкивается с близким родственником, комплекс TraAB действует как своего рода клей, образуя липкую связь между ними. Когда он сталкивается с неродственным M. xanthus, TraAB помогает отравить «чужаков».

Изучая механизм TraAB, микробиологи создали несколько мутантных штаммов, в том числе те, которые сверхэкспрессировали TraAB, производя больше белка, чем обычно, и имеют тенденцию формироваться в течение нескольких часов. Модель имитировала поведение M. xanthus на основе изменений в TraAB и других сигнальных цепях. Когда ученые провели несколько экспериментов с модельными системами, они увидели, как бактерии становятся похожи на элементы полотна «Звездная ночь» Винсента Ван Гога.

Исследование описано в статье, опубликованной в журнале mSystems