A Robust Symbiotic Relationship Between the Ciliate Paramecium multimicronucleatum and the Bacterium Ca. Trichorickettsia Mobilis

Тимофей Иванович Миронов, Елена Валентиновна Сабанеева

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

2 Scopus citations

Abstract

Тесные взаимодействия между организмами в симбиотических системах легли в основу концепции голобионта, согласно которой хозяин и его микробиом рассматриваются как единое целое. Инфузории известны своей способностью формировать симбиотические ассоциации с прокариотами. Взаимоотношения между партнерами в таких системах варьируют от мутуализма к паразитизму и существенно отличаются по своей прочности. Мы исследовали жизнеспособность инфузории Paramecium multimicronucleatum и ее способность поддерживать симбиотические отношения с внутриядерным эндосимбионтом Ca. Trichorickettsia mobilis (Rickettsiaceae) после обработки антибиотиками с различным механизмом действия, такими как ампициллин, стрептомицин, хлорамфеникол и тетрациклин. Присутствие эндосимбионтов в клетке-хозяине определяли либо путем прижизненных наблюдений с использованием дифференциально-интерференционного контраста, либо путем проведения флуоресцентной гибридизации in situ с видоспецифичным олигонуклеотидным зондом (FISH). Применение антибиотиков, традиционно используемых для лечения риккеттсиозов, тетрациклин и хлорамфеникол, в зависимости от используемой концентрации и клона инфузорий, либо приводило к смерти как зараженных, так и контрольных клеток, либо не влияло на способность хозяина поддерживать своих внутриядерных эндосимбионтов. Выжившие клетки всегда несли в ядре подвижных симбиотических бактерий в макронуклеусе. Обработка стрептомицином никогда не приводила к потере эндосимбионтов ни в одном из четырех инфицированных клонов, и практически все клетки оставались жизнеспособными. Обработка ампициллином никогда не приводила к гибели клетки-хозяина, но вызывала образование филаментозных и неподвижных овальных форм бактерий. Гибридизация in situ и трансмиссионная электронная микроскопия показали, что в условиях повторяющихся обработок ампициллином часть эндосимбионтов выходит из ядра клетки-хозяина в цитоплазму. Покинувшие ядро эндосимбионты локализуются в вакуолях, по-видимому, соответствующих аутофагосомам. Тем не менее бактерии способны персистировать в этом компартменте и, возможно, вызывать рецидив инфекции. Несмотря на то, что общий характер чувствительности трихориккетсий к антибиотикам напоминает таковой других представителей семейства Rickettsiaceae, возбудителей тяжелых заболеваний человека, ни один из примененных в нашем исследовании антибиотиков не позволил получить апосимбиотическую клеточную линию, по-видимому, вследствие чувствительности протистов к тетрациклинам, традиционно использующимся при лечении риккетсиозов. Стабильность данной симбиотической системы позволяет рассматривать ее как хорошую модель для дальнейшей разработки концепции холобионта.
Translated title of the contributionКрепкие симбиотические взаимоотношения между инфузорией Paramecium multimicronucleatum и бактерией Ca. Trichorickettsia Mobilis
Original languageEnglish
Article number603335
Number of pages14
JournalFrontiers in Microbiology
Issue number11
DOIs
StatePublished - Nov 2020

Cite this