Myxobaktériumok (nyálkabaktériumok): talajlakó, közösségben mozgó baktériumok

Myxobaktériumok (nyálkabaktériumok): talajlakó, közösségben sikló, nagy genomú baktériumok, extracelluláris enzimekkel táplálkoznak — életmódjuk, mozgásuk és ökológiai szerepük.

Myxobaktériumok (gyakran „nyálkabaktériumok” néven is említik) a baktériumok egy különleges csoportja, amelyek leggyakrabban a talajban és más nedves szerves anyagban gazdag élőhelyeken fordulnak elő. Táplálékukat elsősorban oldhatatlan szerves anyagokból és más baktériumokból nyerik, ezért fontos szerepük van a talajban zajló lebontó folyamatokban és a mikrobiális közösségek szabályozásában. Sok myxobaktériumnak meglehetősen nagy, összetett genommal rendelkezik, amelyekben sok szabályzó gén és másodlagos metabolitok szintéziséért felelős gének találhatók. Taxonómiailag a myxobaktériumok a proteobaktériumok deltacsoportjába tartoznak, és többnyire Gram-negatív sejtfal-struktúrával rendelkeznek.

Mozgás és közösségi viselkedés

A myxobaktériumok felszínen való előrehaladása speciális módon történik: siklással mozognak, azaz a felszínen „csúszkáló” mozgást használnak a kolónián belüli helyváltoztatáshoz és zsákmányszerzéshez. Több faj kétféle mozgásmechanizmussal rendelkezik (az ún. A- és S-mozgás), amelyek együttműködve biztosítják a kolónia szervezett előrehaladását; ezekben szerepet játszanak például a type IV pili és a nyálkaszerű anyagok kiválasztása.

Kooperáció, jelzés és prédáció

A myxobaktériumok erősen szociális élőlények: nagy közösségi rajokat alkotnak, és mozgásukat, táplálkozásukat és fejlődésüket sejtjüket összekötő molekuláris jelek szabályozzák. Ezek a jelek quorum-szerű információt közvetítenek (azaz a sejtek a környezetben levő társak számát és állapotát érzékelik), és koordinálják a közösségi viselkedés különböző fázisait.

• A rajok extracelluláris enzimeket bocsátanak ki a környező szerves anyag, illetve más baktériumok lebontására. Ez lehetővé teszi, hogy a táplálékot külsőleg emésszék, majd a keletkező kis molekulákat felvegyék — ez a közös „predáció” növeli a táplálkozás hatékonyságát.
• Néhány myxobaktérium típus rugalmas „rippling” és rajképző viselkedést mutat zsákmányfogás közben, ami segíti a táplálék koncentrálását és a sejtpopuláció hatékony együttműködését.

Életciklus és túlélés — termőtestek és myxospórák

Amikor a táplálék elfogy, sok myxobaktérium tömeges fejlődési programot indít el: a mozgó rajokból egyszínű, gyakran többsejtmagú, szemölcsös vagy gombostűszerű termőtestek (fruiting bodies) alakulnak ki, amelyekben ellenálló, nyugalmi állapotú spóraszerű alakok, az ún. myxospórák keletkeznek. Ezek a myxospórák hosszabb ideig képesek túlélni kedvezőtlen körülmények közt, majd kedvező feltételek visszatérésekor kicsíráznak és újra aktív, mozgó sejtek lesznek.

Genetika, anyagcsere és biotechnológiai jelentőség

A myxobaktériumok nagy genomjai gazdagok szabályzó génekben, jelátviteli elemekben és másodlagos metabolitokat kódoló csoportokban. Sok faj termel antibiotikus és egyéb bioaktív vegyületeket, ezért érdekesek lehetnek új gyógyszerjelöltek felfedezésére. Emellett extracellularis enzimeik és felszíni mozgásukat lehetővé tevő mechanizmusaik is hasznosíthatók ipari és kutatási célokra.

Ökológiai szerep

A myxobaktériumok fontos szereplői a talaj mikrobiális közösségeinek: predátorként és lebontóként hozzájárulnak a mikrobiális egyensúly fenntartásához, a szerves anyagok mineralizációjához és a tápanyagok körforgásához. Viselkedésük és komplex életciklusuk modellrendszerré tette őket a kooperáció, differenciáció és multicelluláris szerveződés vizsgálatában.

Példák: az egyik legjobban tanulmányozott képviselő a Myxococcus xanthus, amely esetében részletesen ismert a mozgás, a jelátvitel és a termőtestképződés molekuláris háttere.

Keresés betűvel