Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Университета Помпеу Фабра вырастили колонии почвенной бактерии Bacillus subtilis в микрокамерах и с помощью покадровой съёмки обнаружили, что при стрессе биоплёнка не растворяется, как считалось на протяжении века, а выталкивает подвижные клетки через единственное отверстие узким направленным потоком.
Движущей силой оказался гидрогель полигамма-глутаминовой кислоты, который набухает, поглощая воды в 1000 раз больше собственной массы, создаёт давление внутри колонии и выстреливает клетки наружу, тогда как остальная структура остаётся неповреждённой. Удаление генов, отвечающих за синтез геля, или добавление вещества, конкурирующего за воду, полностью блокировало выброс.
Аналогичный физический принцип – накопление осмотического давления – встречается у медуз в их стрекательных капсулах, где гель также сжимается в кислой среде и разбухает в нейтральной, что позволило управлять биоплёнками, циклически меняя pH.
Принудительное увеличение продукции геля в четыре раза приводило к разрыву колонии на мелкие фрагменты, открывая доступ для лекарств, которые раньше не проникали через защитный слой. Авторы видят в этом потенциальную стратегию против хронических инфекций, а также проводят параллель с опухолевым микроокружением, где аналогичные гелевые структуры могут препятствовать терапии.
