logo

Ученые раскрыли секрет работы абордажного крюка бактерии-"бэтмена"

Ученые раскрыли секрет работы абордажного крюка бактерии-"бэтмена"

Микробиологи раскрыли секрет того, как синегнойная палочка, своеобразная бактерия-"бэтмен", а также ее кузен из другого рода микробов, перемещаются по питательной среде при помощи своеобразного абордажного крюка, который герой комиксов запускал при помощи специального пистолета, и опубликовали их в журнале Science.

В 2011 году биологи из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США) сделали удивительное открытие – они выяснили, что обычная синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) является супергероем микромира, своеобразным аналогом "Бэтмена" из американских комиксов.

Данный микроб, как показали наблюдения за ним, умеет перемещаться в пространстве не только как обычные бактерии, используя свои жгутики как "весла". Он может использовать часть из них как своеобразный "абордажный крюк", цепляясь им за твердые предметы и используя его для того, чтобы "раскачаться" и забросить себя на большое расстояние, пользуясь силой инерции.

Группа ученых под руководством Гранта Дженсена (Grant Jensen) из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) раскрыла секрет работы этого "крюка", наблюдая за жизнедеятельностью и изучая структуру жгутиков у другой бактерии-"Бэтмена" – хищным почвенным микробом Myxococcus xanthus.

Оба этих вида "бэтменов" используют одни и те же жгутики – так называемые пилии IV типа – для "супергеройского" полета через питательную среду. Данные нити и приводящие их в действие белки, по словам ученых, являются самыми прочными, сильными и быстрыми двигательными структурами в мире биологии, и Дженсену и его коллегам было интересно понять, как они работают.

Для этого ученые заморозили несколько клеток Myxococcus xanthus и просветили их при помощи рентгеновского кристаллографа, что позволило команде Дженсена понять, как устроен "абордажный крюк" бактерий в трехмерном виде на молекулярном уровне. Полученные снимки удивили биологов – у основания "крюка" они увидели сложную структуру, больше похожую на какую-то деталь от рукотворного мотора, чем на биологическую конструкцию.

© Chang et al. / Science 2016"Мотор" абордажного крюка бактерии Myxococcus xanthus

Мотор абордажного крюка бактерии Myxococcus xanthus© Chang et al. / Science 2016

Как оказалось, нижняя часть жгутика, его "двигатель",  представляет собой своеобразный набор из четырех колец разных размеров, одно из которых находится на внутренней поверхности оболочки микроба, два – внутри нее, а одно – на внешней стороне.

Изучив структуру этого "мотора", ученые выделили десять белков, составляющих его основу, и поняли, как их взаимодействие позволяет микробу цепляться за различные поверхности, сокращаться, вытягиваться и толкать клетку в нужную сторону. К примеру, белок PilC является главным "двигателем" в этой конструкции: он управляет вращением и сборкой "крюка", а белки PilN, PilO и PilM – включают или выключают этот двигатель, определяя то, в каком положении находится "абордажный крюк" бактерии-"Бэтмена" – выдвинутом или втянутом.

Информация о работе данного "крюка", как надеются ученые, поможет создать его рукотворные аналоги, которые пригодятся при разработке нанороботов, а также помогут медикам понять, как передвигаются и заражают организм болезнетворные бактерии-"Бэтмены", такие как синегнойная палочка или нейссерия (Neisseria gonorrhoeae), возбудитель гонореи.

Похожие новости
Последние новости
Back to top