Синегнойна паличка оцінює рух навколишнього середовища за зсувом шарів рідини один відносно одного.
Ми можемо визначити швидкість руху в прямому сенсі на око - просто подивившись, швидко або повільно рухаються предмети навколо нас. Швидкість можна визначити на слух - наприклад, коли ми оцінюємо вітер з його завивання або шелесту листя. Нарешті, ми можемо визначити швидкість руху на дотик, зануривши руку в поточну воду або висунувшись за вікно. В останньому випадку ми оцінюємо швидкість за силою тиску від води або повітря: чим сильніше вони тиснуть, тим швидше їх рух.
Але якщо взяти бактерій - як вони могли б відчути швидкість? Не всім бактеріям таке вміння потрібне, але ж багато з них живуть або прямо в товщі води, або на поверхні, що омивається якоюсь рідиною (наприклад, патогенні види, що проникають в кров або сидять на стінках шлунково-кишкового тракту). Їм важливо оцінювати швидкість потоків рідини навколо, оскільки ці потоки несуть поживні речовини, відводять продукти метаболізму, допомагають переселитися з місця на місце. На перший погляд здається, що і бактерії, як і ми, повинні відчувати швидкість рідини за її тиском.
Однак, як пишуть в Nature Microbiology дослідники з Прінстона, бактерії відчувають швидкість рідини інакше - принаймні, деякі з них. Експерименти ставили з синьогнійною паличкою Pseudomonas aeruginosa, у якої виявився оперон fro, що реагує на зміни в струмі рідини. Опероном називають групу генів, які виконують подібні функції і якими управляє один і той же регуляторний генетичний елемент. Активність генів в опероні fro змінювалася залежно від того, з якою швидкістю текла рідина навколо мікроба.
Але справа була не в тиску. Автори роботи занурювали синьогійну паличку в рідині різної в'язкості. Тиск рідини залежить від її в'язкості, і якщо ми зануримо руку в поточний мід, він буде тиснути на нашу шкіру сильніше, ніж поточна з такою ж швидкістю вода. Але бактерія реагувала не на тиск, а на швидкість зрушення, тобто вона оцінювала, як рухаються один відносно одного шари рідини.
Швидкість зсуву вимірюється у зворотних секундах. P. aeruginosa не відчувала швидкості зрушення до 8 зворотних секунд - тобто вона не відчувала нічого, що текло повільніше будь-якої рідини в нашому тілі. Найкраще бактерія реагувала на рух зі швидкістю зрушення від 40 до 400 (для порівняння - швидкість крові в середніх за розміром венах становить близько 100).
Як P. aeruginosa відчуває зсув шарів рідини, поки неясно, і ще належить з'ясувати, що саме роблять гени групи fro. Також було б дуже цікаво дізнатися, чи користуються інші бактерії таким же механізмом, щоб відчувати потоки в навколишньому середовищі. Синегнойна паличка - не найнеприємніша бактерія з тих, що можуть загрожувати нам. Але якщо схожий сенсорний механізм працює і у більш агресивних патогенів, то, можливо, можна якось придушувати їх агресивність, діючи на їх сенсор швидкості. З іншого боку, з бактерій можна зробити медичні датчики, які повідомляли б нам про те, як течуть рідини в різних частинах нашого тіла.