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
Ельцин не должен был победить: кого Горбачев хотел сделать президентом России?
Почему этот план с самого начала был обречен на поражение?...
140 стрел и пепел раскрыли тайну гибели самого загадочного города Руси, Гнездово
Город не зачах, не был расселен из-за политических разборок, его уничтожили быстро и жестоко...
Судьба имперских субмарин решена: почему они останутся на дне Крыма навсегда?
Как военные судна вообще оказались затоплены и кто мешал их изучению долгие десятилетия?...
Еще одна загадка Ивана Сусанина: что не так с ДНК народного героя?
Почему этот исторический детектив длиной 400 лет никак не могут распутать ученые?...
Токийская декларация-1993: какую бомбу заложил Ельцин под Россию?
Эксперты говорят: российский президент хотел переиграть Токио, но в итоге дал японцам мощный рычаг воздействия на нашу страну...
Почему у самого большого железного метеорита на Земле вообще нет кратера?
Астрофизики говорят: метеорит Хоба в Намибии нарушает все правила природы вот уже 80 000 лет...
Стало известно о 9000-летней строительной технологии, которую почти невозможно повторить даже сейчас
Древним секретом активно интересуются сразу две ведущие промышленные организации в Израиле. Интересно, почему?...
Архив ФСБ раскрыл детали одной из самых дерзких диверсионных операций ВОВ
Биография Кирилла Орловского поражает. Две Звезды Героя, друг писателя Хемингуэя, ликвидатор нацистских палачей, председатель лучшего колхоза СССР...
Полтергейстами командует… Солнце? К таким парадоксальным выводам пришел ученый из Иркутска
Странная на первый взгляд гипотеза, как оказалось, основывается на многочисленных фактах...
Удар, который едва не расколол Луну пополам: кратер в 1/10 площади планеты оставил не просто астероид
Столкновение было настолько мощным, что на поверхность выбросило породы с глубины… почти 100 километров!...
Биоинженер провел 100 дней под водой. По его словам, это прибавило ему 10 лет жизни
Почему этот эксперимент вызвал массу критики? Кто победит, официальная теория или опытная практика?...
Правительство США рассекретило почти 200 файлов о неопознанных воздушных явлениях
Американские власти и Пентагон признаются: по большинству фактов нет однозначных решений. Почему?...