Вченим вдалося з'ясувати, як рухаються бактерії

Вчені використали високотехнологічний мікроскоп для спостережень за швидкорозмороженими білками та змогли з'ясувати, як рухаються бактерії та археї. Як повідомляє Science alert, це залишалося загадкою для дослідників упродовж 50 років.

Ми давно знаємо, що бактерії використовують якусь подобу хвоста – джгутики. Але подробиці того, як цей придаток набуває своєї закрученої форми і штовхає бактерії вперед, залишалися загадкою для вчених.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Німецький стартап знайшов спосіб боротьби зі стійкими до антибіотиків бактеріальними інфекціями

У клітинах тварин джгутики рухаються схоже на хвости тварин. Але у бактерій і архей вони схожі на штопори, які не можуть створювати потяг простим рухом з боку в бік. Виявилося, що у них джгутики рухаються на кшталт мікроскопічного пропелера.

У ході дослідження вчені вивчали молекулярну структуру джгутиків бактерій Escherichia coli та архей Saccharolobus islandicus за допомогою кріоелектронної томографії. Виявилося, що з бактерій білкові нитки можуть бути у 11 різних станах, а архей – в 10. Поєднання цих станів змушує структуру загалом скручуватися в спіральну форму в обох мікробів, попри відмінності у структурі білка.

Структура, що вийшла, настільки стабільна, що може витримати напруги кручення, зберігаючи свою форму при русі. Тобто вона залишається стабільною доти, доки джгутик не змінить напрямок руху.

У кишкової палички (E. coli) прямолінійне плавання передбачає рух джгутика проти годинникової стрілки. Але коли бактерії змінюють напрямок свого руху, сили, що впливають на джгутики, змінюють його структуру, викручуючи одну або кілька ниток з щільного пучка і послаблюючи суперспіралі, надаючи їм напівскручену або завиту форму.

У результаті прямий рух бактерій змінювався на протилежний. Подібні зміни, пов'язані з напрямом руху, не спостерігалися в археї.

Раніше вчені з Університету Каліфорнії в Сан-Дієго розробили крихітних плаваючих роботів, які змогли очистити легкі миші від бактерій, що викликають пневмонію. Дослідники сподіваються, що надалі таких роботів можна буде використовувати і для лікування людей.