Похожие статьи
Новое исследование ученых UNSW в Сиднее выявило, как старейшее в природе колесо, находящееся внутри бактерий, может самоадаптироваться в трудные времена.
Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, показывают, как жгутики, древний двигатель, позволяющий бактериям плавать, могут также помочь этим крошечным организмам адаптироваться к условиям, в которых их подвижность нарушена.
Бактерии — одни из самых древних живых организмов на Земле. Это крошечные одноклеточные организмы, встречающиеся во всех средах обитания, включая человеческое тело, где бактериальных клеток больше, чем человеческих.
Способность плавать имеет решающее значение для выживания и распространения бактерий. Но мало что известно о том, как двигатели, управляющие их движением, помогают организмам адаптироваться к враждебной среде.
Исследователи из Школы биотехнологии и биомолекулярных наук первыми в мире использовали технологию редактирования генов CRISPR для модификации жгутикового двигателя. Они использовали методы синтетической биологии, чтобы вставить натриевый мотор в геном и создать плавающие бактерии, управляемые натрием. Затем они протестировали и отследили способность бактерий адаптироваться в условиях недостатка натрия в окружающей среде.
Натрий является ионом. Это означает, что он несет заряд. Именно этот заряд приводит в движение жгутиковый двигатель через статоры, или ионные каналы.
Команда обнаружила, что статоры способны быстро самовосстанавливать жгутиковый двигатель и восстанавливать движение. Эти результаты могут привести к новым достижениям в биологических и медицинских науках.
«Мы показали, что изменения окружающей среды могут вызывать быстрый ответ ионных каналов, — рассказывает ведущий автор исследования доктор Пьетро Ридоне. — Таким образом, изменения CRISPR также быстро восстанавливаются, и жгутиковый двигатель развивается, а затем регулируется. Тот факт, что мы сразу же увидели мутации непосредственно в статорах, удивителен, а также вдохновляет на многие наши будущие исследовательские планы в этой области».
Человеческое тело содержит около 10 000 различных типов молекулярных машин, которые обеспечивают целый ряд биологических функций, от преобразования энергии до движения.
Технология бактериальных двигателей намного превосходит то, что человек может создать синтетическим путем на наноуровне. Размером в миллионную долю песчинки, он может самособираться и вращаться со скоростью, в пять раз превышающей скорость двигателя Формулы-1.
Ученые говорят, что полученные результаты позволят понять, как синтетическая биология может помочь в создании новых молекулярных двигателей. Результаты также могут иметь применение для понимания устойчивости к противомикробным препаратам и вирулентности заболеваний.
Эксклюзивный перевод*
Фото: Достижения науки (2022)
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
