Jak naprawdę poruszają się bakterie? Naukowcy rozwiązali 50-letnią zagadkę
Wiadomo, że bakterie poruszają się za pomocą specjalnych rzęsek – są to kurczliwe włókna białkowe. Same rzęski skręcają się i pchają komórkę do przodu. Naukowcy zastanawiali się przez wiele lat, w jaki sposób bakterie wykonują ten ruch.
Temu zagadnieniu przyjrzał się międzynarodowy zespół naukowy kierowany przez dra Edwarda H. Egelmana z University of Virginia School of Medicine. Badacze zastosowali kriomikroskopię elektronową i modelowanie komputerowe, by zobaczyć to, czego nie widział żaden tradycyjny mikroskop. Zauważyli oni... niezwykłą strukturę rzęsek na poziomie pojedynczych atomów.
Chociaż od 50 lat istnieją modele pokazujące, w jaki sposób te włókna mogą tworzyć regularne zwinięte kształty, teraz określiliśmy strukturę tych włókien w szczegółach atomowych. Możemy pokazać, że te modele były błędne, a nasze nowe zrozumienie pomoże utorować drogę technologiom, które mogłyby opierać się na takich miniaturowych śmigłach
Nowe spojrzenie na bakteryjne rzęski
Różne bakterie posiadają różne typy rzęsek. Składają się one z tysięcy identycznych podjednostek, jednakże z punktu widzenia fizyki taki system powinien generować to, że rzęski są proste lub nieco elastyczne. Uniemożliwiałoby to poruszanie się bakterii, ponieważ tego typu kształty nie mogą "generować ciągu". By poruszyć bakterię, potrzebne jest "śmigło" przypominające korkociąg. Po ponad 50 latach analiz, naukowcy w końcu wiedzą, w jaki sposób robią to bakterie.
Badacze zauważyli, że białko tworzące rzęskę może istnieć w 11 różnych stanach. Kształt rzęski powstaje dzięki dokładnej kombinacji tych stanów. Pod tym względem przebadali także archeony - są to jednokomórkowe organizmy, które żyją w ekstremalnych środowiskach. Zespół naukowy odkrył, że i u nich rzęski występują w dziesięciu różnych stanach. Sugeruje to, że natura dochodzi do podobnych rozwiązań za pomocą bardzo różnych dróg ewolucji. Bakterie i archeony "wyewoluowały tę cechę niezależnie od siebie".
- Podobnie jak w przypadku ptaków, nietoperzy i pszczół, z których wszystkie niezależnie wyewoluowały skrzydła do latania, ewolucja bakterii i archeonów zbiegła się w kierunku podobnego rozwiązania względem pływania. Odkąd te biologiczne struktury pojawiły się na Ziemi miliardy lat temu, 50 lat, które zajęło ich zrozumienie, może nie wydawać się tak długie - powiedział Egelman.
