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
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...