29/03/2010

Швейцарские ученые раскрыли биохимию движения бактерий в жидкой среде

22 марта 2010 года отраслевой портал bionity.com рассказал о новом исследовании биохимического механизма мигрирования микроорганизмов в жидкой среде. В сообщении говорится о том, что бактерии умеют регулировать свою скорость с помощью некоего молекулярного тормоза. Об этом сообщила международная группа ученых вокруг Биоцентра Базельского университета (Швейцария) в журнале Cell.

Кишечные палочки (Escherichia coli), как многие другие микроорганизмы, определяют градиенты насыщенности питательной среды и с помощью вращающегося жгутика переплывают в области с большей концентрацией питательного вещества. По мере того, как питательное вещество иссякает, скорость их перемещения снижается. За это отвечают две молекулы: межклеточный медиатор циклический димерный гуанозинмонофосфат (cyclic-dimeric-GMP) и протеин типа YcgR.

Еще недавно было неясно, как эти молекулы регулируют скорость бактерий: напрямую или, к примеру, путем повышения сопротивления трения их поверхности. Ученые из Швейцарии и Германии выяснили, что обе молекулы составляют хитроумный механизм, позволяющий микроорганизму целенаправленно «глушить» свой жгутиковый мотор.

Медиатор связывает протеин YcgR, в результате чего становится своего рода молекулярным тормозом. Дело в том, что протеин ответственный за приведение в движение ротора, будучи связан, замедляет вращение жгутика. А поскольку каждому мотору соответствует несколько таких молекул YcgR, скорость перемещения бактерии может снижаться постепенно: чем больше молекул протеина блокировано молекулярным тормозом, тем сильнее.

Количество заблокированных протеинов зависит от концентрации медиатора, которая коррелирует со степенью обеспечения бактерии питательными веществами. Потому что три из пяти гормонов, продуцирующих/расщепляющих медиатор, соответственно, включаются/выключаются в зависимости от питания. Таким образом бактерии более экономно расходуют ресурсы, если они на исходе.

Собственно, жгутиковые моторы известны давно. Но данный, имея 45 нм в поперечнике, на несколько порядков миниатюрнее. Кроме того, он превосходит ранее известные моторы и по подвижности, и по мощности, и по КПД. К тому же, возможна его тонкая настройка, что является еще одним его преимуществом для нанотехнологического применения, говорится сообщении.

Версия для распечатки