Введение

Миксобактерии (слизебактерии) – это группа бактерий, которые преимущественно обитают в почве и питаются нерастворимыми органическими веществами. Геномы миксобактерий значительно больше, чем у других бактерий, например, 9–10 миллионов нуклеотидов, за исключением Anaeromyxobacter и Vulgatibacter. Один из видов миксобактерий, Minicystis rosea, обладает самым большим известным бактериальным геномом, содержащим более 16 миллионов нуклеотидов. Второй по величине геном принадлежит другому виду миксобактерий – Sorangium cellulosum. Миксобактерии способны перемещаться скольжением. Обычно они передвигаются стаями (также известными как волчьи стаи), состоящими из множества клеток, связанных межклеточными молекулярными сигналами. Агрегация выгодна отдельным клеткам, так как позволяет накапливать внеклеточные ферменты, необходимые для переваривания пищи, что, в свою очередь, повышает эффективность питания. Миксобактерии производят ряд биомедицински и промышленно ценных химических веществ, таких как антибиотики, и выводят эти вещества за пределы клетки. Миксобактерии используются для изучения производства полисахаридов у грамотрицательных бактерий, например, на модели Myxococcus xanthus, которая обладает четырьмя различными механизмами секреции полисахаридов, и в 2020 году был идентифицирован новый механизм Wzx/Wzy, производящий новый полисахарид.

Жизненный цикл

Когда питательных веществ недостаточно, миксобактериальные клетки агрегируются в плодовые тела (не следует путать с плодовыми телами грибов), процесс, который долгое время считался обусловленным хемотаксисом, но теперь рассматривается как функция контакт-опосредованной сигнализации. Эти плодовые тела могут иметь различные формы и цвета в зависимости от вида. Внутри плодовых тел клетки изначально имеют форму палочек (вегетативные клетки) и затем превращаются в округлые миксоспоры с толстыми клеточными стенками. Эти миксоспоры, аналогичные спорам других организмов, имеют больше шансов пережить период нехватки питательных веществ и дождаться их возобновления. Считается, что процесс образования плодовых тел выгоден миксобактериям, поскольку обеспечивает возобновление роста клеток в виде группы (роя), а не отдельных клеток. Подобные жизненные циклы развились у некоторых амеб, называемых клеточными слизевыми плесенями. На молекулярном уровне инициация развития плодовых тел у Myxococcus xanthus регулируется Pxr sRNA. Миксобактерии, такие как Myxococcus xanthus и Stigmatella aurantiaca, используются в качестве модельных организмов для изучения процессов развития. Предполагается, что последний общий предок миксобактерий был аэробом, а их анаэробные предки существовали в синтрофии с ранними эукариотами.

Клиническое применение

Метаболиты, выделяемые *Sorangium cellulosum*, известные как эпотилоны, проявляют противоопухолевую активность. Это привело к разработке аналогов, имитирующих эту активность. Один из таких аналогов, известный как Иксабепилон, является химиотерапевтическим препаратом, одобренным Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для лечения метастатического рака молочной железы. Миксобактерии также известны производством гефироновой кислоты – ингибитора синтеза эукариотических белков и потенциального средства для химиотерапии рака.