Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.995 RSS
←   Февраль 2007   →
 1
 2
 3
 4
 5
05.02.2007
05:17:11
17:37:36
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
26.02.2007
06:54:47
14:47:51
27
28


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.995 подписчиков
-1 за неделю
←   Все выпуски   →

Обнаружен новый механизм скользящего движения бактерий


Откуда астрономы это знают?

Откуда астрономы это знают?

Как можно утверждать, например, что в двойной системе, удаленной от нас на 6 тысяч световых лет, вещество срывается с красной звезды, закручивается в тонкий диск и накапливается на поверхности белого карлика, предъявляя в качестве доказательства снимок, на котором не видны ни красная звезда, ни карлик, ни тем более диск, а наличествует лишь яркая точка в окружении еще нескольких таких же, разве что не столь ярких?

Статья доктора физико-математических наук Дмитрия Вибе

Обнаружен новый механизм скользящего движения бактерий

13.02.2007

Бактерия Myxococcus xanthus обладает сложным социальным поведением, связанным с механизмами п! ередвижения. От того, как бактерии ползают друг относительно друга, зависит форма колоний. Верхняя колония образована бактериями «дикого типа», остальные — различными мутантами (фото с сайта www.mpg.de)
Бактерия Myxococcus xanthus обладает сложным социальным поведением, связанным с механизмами передвижения. От того, как бактерии ползают друг относительно друга, зависит форма колоний. Верхняя колония образована бактериями «дикого типа», остальные — различными мутантами (фото с сайта www.mpg.de)

Многие бактерии умеют ползать по твердым поверхностям. Механизмы этого движения разнообразны и во многом загадочны. Американские ученые частично расшифровали один из механизмов скользящего движения у бактерии Myxococcus. Оказалось, что в движении участвуют особые белковые конструкции, пронизывающие клеточную оболочку и неподвижно прикрепленные к субстрату. Внутри клетки эти конструкции присоединены к спиральной структуре, вдоль которой они могут скользить. В результате клетка движется вперед, вращаясь вокруг продольной оси. Белки, входящие в состав механизма, сходны с актином и миозином — ключевыми белками высших организмов, ответственными за движение клеток и сокращение мышц.

Бактерия Myxococcus xanthus обладает двумя типами скользящего движения: «A-подвижностью» и «S-подвижностью». Первый из них используется для индивидуального, второй — для согласованного группового передвижения. Механизм S-подвижности известен: на одном из концов палочковидной бактерии образуются длинные белковые отростки — пили. Они прикрепляются концами к субстрату и сокращаются, подтягивая бактерию вперед. Если бактерия захочет дать задний ход, старые пили разрушаются, а на противоположном конце микроба образуются новые.

А-подвижность не связана с пилями. Предполагалось, что она основана на выделении слизи по реактивному принципу (так двигаются некоторые цианобактерии). Однако всё оказалось несколько сложнее.

Американские микробиологи решили выяснить, в каких частях бактериальной клетки располагается белок AglZ, о котором было известно, что он необходим для А-подвижности (бактерии, мутантные по гену, кодирующему этот белок, лишены А-подвижности, но сохраняют S-подвижность). Для этого исследователи создали генно-модифицированные бактерии, у которых к гену белка AglZ был пришит ген желтого флуоресцирующего белка. Модифицированные бактерии синтезируют химерный белок, который сохраняет функциональность AglZ, но при этом светится и его можно наблюдать под микроскопом.

Оказалось, что у переднего конца ползущей бактерии периодически образуются светящиеся точки — скопления белка AglZ. Они образуются внутри клетки (под многослойной клеточной оболочкой), но только там, где оболочка соприкасается с субстратом. В дальнейшем эти точки остаются неподвижными относительно субстрата, по которому ползет бактерия, и постепенно смещаются к заднему концу микроба. Точки располагаются вдоль «тела» бактерии на равных расстояниях друг от друга. Достигнув заднего конца бактерии, точки исчезают.

Схема скользящего движения Myxococcus xanthus (рис. из статьи в Science)
Схема скользящего движения Myxococcus xanthus (рис. из статьи в Science)

Эти наблюдения, наряду с другими экспериментальными данными, позволили исследователям прийти к выводу, что белок AglZ входит в состав внутриклеточной части особой «прикрепительной структуры». Эта структура пронизывает клеточную оболочку и неподвижно прикрепляется к субстрату. Внутриклеточная часть структуры, в свою очередь, подвижно закреплена на неком каркасе, напоминающем по форме пружинку, которая тянется по всей длине бактерии. «Прикрепительная» структура скользит по пружинке, в результате чего бактерия продвигается вперед, одновременно вращаясь вокруг продольной оси.

Самое интересное, что белок AglZ по своей структуре напоминает миозин, а белок MreB, из которого предположительно сделана «пружинка», похож на актин. Актин и миозин — ключевые белки, обеспечивающие подвижность у высших (эукариотических) организмов, в том числе мышечные сокращения (основанные на способности молекул миозина «скользить» вдоль актиновых волокон). Не исключено, что молекулярные механизмы, обеспечивающие движение у бактерий и высших организмов, значительно более сходны, чем принято считать.

Источники:
1) Tâm Mignot, Joshua W. Shaevitz, Patricia L. Hartzell, David R. Zusman. Evidence That Focal Adhesion Complexes Power Bacterial Gliding Motility // Science. 2007. V. 315. P. 853–856.
2) Daniel B. Kearns. Bright Insight into Bacterial Gliding // Science. 2007. V. 315. P. 773–774.

О бактерии Myxococcus xanthus см. также:
Способность к сложному коллективному поведению может возникнуть благодаря единственной мутации, «Элементы», 25.05.2006.

Александр Марков

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

13.02 Грамоты открылись

Открылся сайт gramoty.ru, созданный командой Новгородской археологической экспедиции. На нем в полном объеме представлен архив древнерусских берестяных грамот. Здесь можно своими глазами увидеть и попробовать прочитать подлинные деловые и любовные письма, военные донесения, распоряжения по хозяйству XI–XV веков.

12.02 Воздействие глобального потепления на растительность можно проверить экспериментально

Американские специалисты поставили пятилетний эксперимент, в котором показали, как возможные климатические изменения скажутся на облике растительных сообществ. Оказалось, что зимнее увеличение осадков практически не сказывается на обилии и разнообразии луговых растений и животных, а вот весеннее переувлажнение в конечном итоге приводит к обеднению и упрощению сообщества.

12.02 Бактерии в сообществе способны к быстрой эволюции

Достигнутое на ранних этапах эволюции совершенство, позволяющее бактериям существовать без радикальных изменений, вовсе не означает, что они не подвержены естественному отбору и не способны быстро эволюционировать в ответ на изменения окружающей среды. А окружающая среда для бактерий — это не только совокупность физико-химических условий, но и другие бактерии.

08.02 Холодная эра наступила внезапно

Палеоклиматологи из США, Китая и Нидерландов получили убедительные подтверждения того, что 34 млн лет назад на планете в очень сжатые сроки произошло глобальное изменение климата. Три события — резкое похолодание в Северной Америке, установление засушливого климата в Азии и образование ледяного щита Антарктиды — произошли практически одновременно по геологическим меркам.

07.02 У африканских рыб обнаружена склонность к инцесту

Германские биологи обнаружили у африканских рыбок Pelvicachromis taeniatus необычные сексуальные наклонности — эти рыбки предпочитают выбирать в качестве брачных партнеров родных братьев и сестер. Возможно, склонностью к инцесту объясняется быстрое видообразование у рыб-цихлид в некоторых озерах.

06.02 Азот в океане связывается там, где он теряется

За счет деятельности азотфиксирующих бактерий в океан из атмосферы попадает около 140 млн тонн азота в год и столько же возвращается в атмосферу в результате восстановления нитратов другими бактериями. Считалось, что азотфиксация и денитрификация пространственно разобщены. Но недавние исследования показали, что азот связывается поблизости от тех мест, где он теряется в ходе денитрификации.

05.02 Горизонтальный перенос генов приводит к новому режиму эволюции

Методы статистической физики позволили найти точное решение некоторых простых моделей генетической эволюции с горизонтальным переносом генов. Выяснилось, что благодаря такому переносу возникает новый, метастабильный режим эволюции.

05.02 Изменения климата не были причиной массового вымирания австралийских животных

Изучение богатого комплекса ископаемых животных, найденного в трех пещерах на юге Австралии, показало, что 100–400 тыс. лет назад климат там был не менее засушливым, чем сегодня. А значит, причиной гибели множества видов крупных животных и обеднения растительности около 40 тыс. лет назад стала не экологическая катастрофа, а, скорее всего, деятельность первобытных охотников.

02.02 Хищных млекопитающих создала конкуренция

Масштабное исследование международной группы биологов показало, что у хищников, живущих на одной территории, морфологические различия больше, чем у тех, кто живет порознь. При этом чем дольше хищники сосуществуют и чем больше площадь совместного обитания, тем резче проявляются различия. Это доказывает ведущую роль конкуренции в видообразовании у хищников.
В избранное