En parasit som inte bara livnär sig på sin värd, utan också får värden att ändra sin egen ämnesomsättning och därmed biologi:NIOZ mikrobiologer Su Ding och Joshua Hamm, Nicole Bale, Jaap Damsté och Anja Spang har visat detta för allra första gången i en specifik grupp av parasitiska mikrober som kallas DPANN archaea. Deras studie, publicerad i Nature Communications , visar att dessa arkéer är mycket "kräsna ätare", vilket kan få sina värdar att ändra menyn.
Archaea är en distinkt grupp av mikrober som liknar bakterier. Teamet av NIOZ mikrobiologer studerar DPANN-archaea, som har särskilt små celler och relativt lite genetiskt material. DPANN archaea utgör ungefär hälften av alla kända archaea och är beroende av andra mikrober för sin försörjning:de fäster vid sin värd och tar lipider från dem som byggmaterial för sitt membran, sitt eget yttre skikt.
Hittills trodde man att dessa parasitiska arkéer bara äter vilken typ av lipider som helst från sin värd för att konstruera sitt membran. Men för första gången kunde Ding och Hamm visa att parasitarkeonen Candidatus Nanohaloarchaeum antarcticus inte innehåller alla lipider som hans värd Halorubrum lacusprofundi innehåller, utan bara ett urval av dem. "Med andra ord:Ca. N. antarcticus är en kräsen ätare", avslutar Hamm.
Archaea är encelliga organismer som länge troddes vara en specifik grupp av bakterier. I likhet med bakterier har de inte en kärna med DNA eller andra organeller i sina celler. Från och med 1970-talet betraktar mikrobiologer dock inte längre arkaeabakterier, utan klassificerar dem som en separat domän i alla livsformer. Så nu har vi arkéer, bakterier och eukaryoter, de senare inklusive alla djur och växter, som har en kärna med genetiskt material i sina celler.
Genom att analysera lipiderna i värden med eller utan deras parasiter kunde Ding och Hamm också visa att värden reagerar på närvaron av deras parasiter. Värdarna byter membran, inte bara vilka typer av lipider och mängderna av varje typ som används, utan modifierar också lipiderna för att ändra hur de beter sig.
Resultatet är en ökad ämnesomsättning och ett mer flexibelt membran som också är svårare för parasiten att ta sig igenom. Det kan få vissa konsekvenser för programledaren, förklarar Hamm. "Om värdens membran förändras kan detta ha en inverkan på hur dessa värdar kan reagera på miljöförändringar i till exempel temperatur eller surhet."
Spelomvandlaren i denna mikrobiologiska forskning var designen av en ny analysteknik av Su Ding vid NIOZ. Hittills, för att analysera lipider behövde du veta vilka lipidgrupper du letade efter och rikta in dem i analysen. Ding designade en ny teknik där han kan titta på alla lipider samtidigt, även de du inte känner till ännu. "Vi skulle förmodligen inte ha kunnat se förändringarna i lipiderna om vi hade använt en klassisk metod, men den nya metoden gjorde det enkelt", säger Hamm.
Mikrobiologerna är mycket exalterade över dessa nya rön. "Det kastar inte bara ett första ljus över interaktionerna mellan olika arkéer, det ger en helt ny insikt i grunderna för mikrobiell ekologi", säger Hamm.
"Särskilt att vi nu har visat att dessa parasitiska mikrober kan påverka metabolismen av andra mikrober, vilket i sin tur kan förändra hur de kan reagera på sin miljö. Framtida arbete krävs för att avgöra i vilken utsträckning detta kan påverka stabiliteten hos mikrobiella gemenskap under föränderliga förhållanden."
Mer information: Su Ding et al, Selektiv lipidrekrytering av en arkeal DPANN-symbiont från dess värd, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47750-2
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Royal Netherlands Institute for Sea Research
