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

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *