Учёные разгадали, как хищные бактерии распознают добычу
Разгадана давняя загадка того, как хищные бактерии умудряются распознавать и убивать других микробов. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, специалисты из Бирмингемского и Ноттингемского университетов описали, как бактерии Bdellovibrio bacterivorous формируют на своей поверхности белки, чтобы овладеть добычей.
Профессор структурной биологии Бирмингема Эндрю Ловеринг сказал, что ещё с 1960-х было известно, как B. bacterivorous охотится и убивает других микробов. Она проникает в их клетки и поедает изнутри. Но оставалось неясным, каким образом она может прикрепляться к разнообразным жертвам.
Эндрю Ловеринг и профессор Лиз Сокет из Ноттингема сотрудничают в этой области почти 15 лет. Успеха удалось достичь, когда их молодые коллеги, студент бакалавриата Сэм Гринвуд и аспирантка лаборатории Сокет Асма Аль-Баяти обнаружили, что хищные бделловибрионы создают прочные пузырьки из части своей клеточной оболочки при нападении на добычу.
Профессор Лиз Сокет объяснила, что речь идёт о везикулах. Обычно это внутриклеточные органеллы, защищённые мембраной сумки, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества. В случае с B. bacterivorous везикула создаёт нечто вроде воздушного шлюза или замочной скважины, что позволяет проникать в клетку-жертву. Затем учёные смогли выделить этот пузырёк из мёртвого микроба, ставшего добычей бактерии-хищника, что удалось впервые в истории науки. Пузырёк проанализировали, чтобы выявить способы, каким хищник взаимодействовал с жертвой.
Изучив изнанку пузырьков, исследователи поняли, что B. bacterivorous не может знать заранее, какими бактериями сможет отобедать, и потому размещает на своей поверхности ряд молекул для распознавания добычи, как бы создавая множество разных отмычек для «разблокировки» добычи всевозможных типов.
Затем по отдельности подвергли анализу соответствующие молекулы. И поняли, что те отращивают волокна, которые раз десять длиннее типичных для клеток глобулярных белков, обычно плотно свёрнутых в шарообразные структуры. Нитевидные выросты дают возможность орудовать на расстоянии и «осязать» через них добычу.
В общем выявили 21 волокно различного типа. Исследователи озадачились тем, как эти «щупальца» функционируют и на клеточном, и на молекулярном уровнях, в том числе с привлечением методов генной инженерии.
Поскольку изучаемый штамм бактерий-хищников обычно обитает в почве, он обзавёлся широким спектром средств нападения. В результате сопоставление типов «щупалец» и соответствующих им жертв — это настоящий квест. Однако с энной попытки удалось найти химический след на бактерии-жертве, который совпадал с кончиком волокна. Так удалось подтвердить и функции молекулярных выростов, и выбор с их помощью добычи.
Научный проект интересен не только теоретически: понимание бактерий-охотников перспективно для использования их в качестве живых натуральных антибиотиков, например, для борьбы с порчей продуктов питания или защиты окружающей среды.
Профессор структурной биологии Бирмингема Эндрю Ловеринг сказал, что ещё с 1960-х было известно, как B. bacterivorous охотится и убивает других микробов. Она проникает в их клетки и поедает изнутри. Но оставалось неясным, каким образом она может прикрепляться к разнообразным жертвам.
Эндрю Ловеринг и профессор Лиз Сокет из Ноттингема сотрудничают в этой области почти 15 лет. Успеха удалось достичь, когда их молодые коллеги, студент бакалавриата Сэм Гринвуд и аспирантка лаборатории Сокет Асма Аль-Баяти обнаружили, что хищные бделловибрионы создают прочные пузырьки из части своей клеточной оболочки при нападении на добычу.
Профессор Лиз Сокет объяснила, что речь идёт о везикулах. Обычно это внутриклеточные органеллы, защищённые мембраной сумки, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества. В случае с B. bacterivorous везикула создаёт нечто вроде воздушного шлюза или замочной скважины, что позволяет проникать в клетку-жертву. Затем учёные смогли выделить этот пузырёк из мёртвого микроба, ставшего добычей бактерии-хищника, что удалось впервые в истории науки. Пузырёк проанализировали, чтобы выявить способы, каким хищник взаимодействовал с жертвой.
Мы себе представляли при этом слесаря, который забыл отмычку или ключ в замочной скважине
— Лиз Сокет, профессор.
— Лиз Сокет, профессор.
Изучив изнанку пузырьков, исследователи поняли, что B. bacterivorous не может знать заранее, какими бактериями сможет отобедать, и потому размещает на своей поверхности ряд молекул для распознавания добычи, как бы создавая множество разных отмычек для «разблокировки» добычи всевозможных типов.
Затем по отдельности подвергли анализу соответствующие молекулы. И поняли, что те отращивают волокна, которые раз десять длиннее типичных для клеток глобулярных белков, обычно плотно свёрнутых в шарообразные структуры. Нитевидные выросты дают возможность орудовать на расстоянии и «осязать» через них добычу.
В общем выявили 21 волокно различного типа. Исследователи озадачились тем, как эти «щупальца» функционируют и на клеточном, и на молекулярном уровнях, в том числе с привлечением методов генной инженерии.
Поскольку изучаемый штамм бактерий-хищников обычно обитает в почве, он обзавёлся широким спектром средств нападения. В результате сопоставление типов «щупалец» и соответствующих им жертв — это настоящий квест. Однако с энной попытки удалось найти химический след на бактерии-жертве, который совпадал с кончиком волокна. Так удалось подтвердить и функции молекулярных выростов, и выбор с их помощью добычи.
Научный проект интересен не только теоретически: понимание бактерий-охотников перспективно для использования их в качестве живых натуральных антибиотиков, например, для борьбы с порчей продуктов питания или защиты окружающей среды.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В Красноярске обнаружены следы глобальной катастрофы, случившейся 12 800 лет назад
Это было внезапно, ужасно и очень быстро: гигантская волна или ударная волна прошлась по этим местам, сметая все на своем пути и перетасовывая кости людей,...
Почему Христос умер на кресте быстрее, чем разбойники: ученые объяснили эпизод из Нового Завета
Поразительно, но это был целый клубок событий, которые произошли в последние сутки до распятия...
Кто убивает итальянских волков: зоологи были потрясены кадрами с автоматической камеры
Трагический эпизод показал, что некоторые зоологические теории придется кардинально пересмотреть. У серых хищников есть неожиданные враги...
Атомная катастрофа Гитлера: оказывается, немцы едва не устроили собственную Хиросиму еще в 1942 году
Почему громкая авария в лаборатории поставила жирный крест на мечтах Германии поработить всю планету?...
300-летний секрет «золотых» скрипок Страдивари наконец-то разгадан?
И почему ученые в поисках тайны забрели в отдаленную долину в самом сердце Итальянских Альп?...
Американский «Чернобыль-80»: эта катастрофа едва не изменила всю историю США
Эксперты говорят: лишь счастливая случайность не позволила взорваться заряду в 600 (!) раз мощнее хиросимской бомбы...
Киты-убийцы замечены в каннибализме? Российские ученые обнаружили окровавленные плавники на берегу
Эта «война», по словам исследователей, продолжается уже… 100 000 лет...
80 лет без Звезды Героя: почему офицер, поставивший Знамя Победы, не получил заслуженную награду при жизни?
Только указ Президента России смог исправить одну из самых вопиющих несправедливостей в советской истории...
Обнаружена древнейшая карта ночного неба, которая 2000 лет считалась утраченной навсегда
Это был настоящий научный детектив: текст скрывался в неожиданном месте. Современные технологии доказали, что написанное раз стереть полностью уже невозможно...
«Кровавая» история водопада Блад-Фоллс: почему ученые сравнивают это место с Марсом?
Эта антарктическая аномалия больше века не давала покоя исследователям, но в 2018 году завеса тайны все же приоткрылась...
Каменный топор со дна реки может переписать древнейшую историю Сибири
По словам ученых, получился отличный научный детектив: добыча золота, артефакт бронзового века, забытая цивилизация...
Почему на Иран обрушился черный дождь и насколько он опасен?
Экологи говорят: агрессивные действия США и Израиля поставили под угрозу здоровье миллионов людей по всей планете...