
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

Северное полушарие Земли стремительно темнеет. И это плохая новость для всех
Почему Россия находится в зоне особого риска и можно ли остановить этот процесс?...

Генетики вычислили, какую страшную цену заплатили наши предки за высокий интеллект
Новое исследование еще раз доказало, что эволюция требует огромных жертв...

Ученые наконец-то раскрыли главную загадку града. Старая теория оказалась неверной
Поразительное открытие помогли сделать грозовые «отпечатки пальцев»...

Водолазы исследовали затонувший 300 лет назад испанский корабль и нашли сокровища на миллион долларов
При этом историки говорят, что главная ценность артефактов — это даже не драгоценный металл...

Почему на космическое ноу-хау «солнечный свет по запросу» ополчились астрономы всего мира?
Американский стартап обещает, что все будет хорошо, но ему никто не верит...

ИИ научился создавать вирусы, совершенно неизвестные ученым
Почему эксперты встревожены и есть ли у человечества шансы после таких открытий?...

Древние микробы спустя 40 000 лет освобождаются из вечной мерзлоты
Биологи уже бьют тревогу: оттаявшие микроорганизмы могут стать причиной следующей пандемии...

Астрофизики Гавайского университета неожиданно разгадали тайну… солнечного дождя
Рассказываем, почему новое открытие важно для каждого жителя Земли...

Как мадагаскарские лемуры ускоряют покорение космоса?
И почему именно эти животные оказались самые ценными для будущего всего человечества?...

Тайна необъяснимых северных кратеров разгадана спустя 11 лет после появления первого провала на Ямале
Почему российские ученые не рады своему открытию, называя его «русской рулеткой»?...

Рядом с пирамидами Гизы обнаружены секретные тоннели, ведущие в забытый подземный мир
Быть может, их построили даже не египтяне. Но кто тогда?...