Ученые нашли в бактериях автомобильное сцепление
Bacillus subtilis, или сенная палочка, - это подвижная бактерия, использующая жгутик в качестве мотора. Жгутик делает вращательные движения, толкая бактериальную клетку вперед. Механизм, обеспечивающий движения жгутика, ученые знали давно, и все-таки принцип торможения до сих пор был непонятен. Ученые под руководством Дэниэла Кернса (Daniel Kearns) из Университета Индианы открыли тот самый принцип случайно.
Они занимались изучением генов, которые побуждают одиночных бактерий объединяться в большие группы и образовывать так называемые биопленки. Если B. subtilis в биопленках будут продолжать движения жгутиком, то их стабильность может быть нарушена. Ученые искали гены, которые регулируют модифицирование активностью жгутика при формированием биопленки. Они установили, что продукт одного из генов - белок EpsE - подавляет движения бактериального "мотора".
Исследователи предложили два возможных механизма, объясняющих работу EpsE. Один из них соответствовал работе тормоза, когда неподвижная количество соединяется с подвижной и блокирует ее работу. Второй агрегат предполагал, что EpsE действует по принципу автомобильного сцепления: отсоединяет одну подвижную доля от другой. В последнем случае жгутик может продолжать вращаться, при всем при том бактерия не будет передвигаться вперед.
Чтобы определить, какая из гипотез является правильной, ученые решили сходить по принципу "хвост виляет собакой". Они закрепили вольный финал жгутика на стеклянной пластине и изучали, как будет двигаться бактериальная клетка в присутствии и отсутствии белка EpsE. Когда он отсутствовал, клетка совершала единственный оборот каждые пять секунд. При наличии EpsE клетка, не совершая регулярных движений, пассивно колебалась под воздействием случайных возмущений окружающей среды.
Понимание механизмов работы жгутика подвижных бактерий может очутиться полезным для нанотехнологий. Жгутиковый двигатель является чертовски эффективным устройством: жгутик B. subtilis может делать больше 200 колебаний в секунду. С его помощью бактериальный "автомобиль" развивает мощность в многие десятки "лошадиных сил".