Миксобактериите ("слизестите бактерии") са група бактерии, които обикновено живеят в почвата. Те се хранят с неразтворими органични вещества. Те имат много големи геноми в сравнение с другите бактерии. Миксобактериите са включени в делта-групата на протеобактериите - голяма група от грам-отрицателни форми.

Миксобактериите се придвижват, като се плъзгат по повърхността. Те се движат на рояци с много клетки, поддържани заедно от междуклетъчни молекулярни сигнали. Роякът отделя извънклетъчни ензими за смилане на храната. Това увеличава ефективността на храненето.

Поведение и движение

Миксобактериите показват сложни социални поведения, които включват синхронизирано движение и кооперативна търсачка на храна. Движението по твърди повърхности се осъществява чрез два основни типа плъзгане:

  • Adventurous (A) motility – позволява на единични клетки да се придвижват самостоятелно; включва локални фокални адхезионни комплекси и протеини, които преместват клетката напред.
  • Social (S) motility – осъществява се при групово движение; включва образуване и използване на тип IV пили (фиксатори и др.) и е тясно свързана с образуването на роеве и кооперативно поведение.

При някои видове се наблюдава „риплинг“ — вълнообразни движения на клетките в рояка, които подобряват контакта с плячката и синхронизират разграждането ѝ.

Хранене и хищничество

Миксобактериите са ефективни хищници на други микроорганизми — бактерии, гъби и др. Те отделят извънклетъчни хидролитични ензими (протеази, липази, целулази и др.) и малки биоактивни молекули, които разграждат и унищожават клетките на плячката. След разграждането, разтворените хранителни вещества се поемат от клетките на рояка. Такъв кооперативен механизъм увеличава ефикасността на хранене и дава предимство при конкуренция за ресурси.

Жизнен цикъл и социално развитие

При изчерпване на храната много миксобактерии преминават в социален етап: клетките се агрегирают и образуват сложни 3D структури, наречени плодни тела или фрутингови (fruiting bodies). В тези структури част от клетките се диференцират в устойчиви спори — миксовпори, които могат да преживеят неблагоприятни условия.

Процесът на агрегиране и спорификация се регулира от множество сигнали:

  • A-сигнал — ранни дифузни сигнали, които информират населението за плътността и състоянието на храната.
  • C-сигнал — повърхностно-медиран сигнал, необходим за координация на окончателната диференциация и подреждане в плодното тяло.

В рамките на плодното тяло могат да се образуват различни клетъчни типове: спори, периферни клетки и други диференцирани форми, които изпълняват различни функции в развитието и оцеляването.

Геном и биохимични особености

Миксобактериите имат сравнително големи геноми (например Myxococcus xanthus ~9 Mb), което им дава богат набор от генетична информация за регулация, сигнализация и синтез на вторични метаболити. Тези гени кодират широк спектър от ензими, сигнали и биосинтетични пътеки за антибиотични и други биоактивни съединения.

Екология и разпространение

Миксобактериите са широко разпространени в почви, влагащи се органични материали, гниеща растителност и донорни седименти. Те играят роля в разграждането на сложни органични вещества и в регулацията на микробните общности чрез хищничество. Като част от почвената микробиота, те допринасят за кръговрата на въглерода и азота и за поддържането на здравето на почвата.

Значение за наука и приложение

  • Моделни организми за изучаване на мултиклетъчност и клетъчна диференциация (например Myxococcus xanthus).
  • Източник на нови антибиотични и биологично активни съединения — потенциал в откриването на нови лекарства.
  • Възможно приложение в биоконтрол срещу растителни патогени и в биотехнологични процеси за разграждане на отпадъчни материали.

Култивиране и изследване

Някои видове миксобактерии са сравнително лесни за култивиране в лабораторни условия (особено на тънки агарни слоеве с подходяща плячка), но много от тях изискват специфични условия или взаимодействия с други микроорганизми. Изследванията върху миксобактериите продължават да разкриват нови механизми на клетъчна комуникация, социално поведение и биосинтеза на природни продукти.

Бележка: Въпреки общия народен термин „слизести бактерии“, миксобактериите са истински бактерии, различни от непроизволните „слизести“ организми като някои протисти (например слузести плесени), които са клетки от друг таксономичен произход.