Биологи узнали принцип работы самого маленького пропеллера на Земле
Новую информацию о микропропеллерах, используемых археями, одноклеточными организмами, обнаружили ученые Эксетерского университета из Великобритании. 7 февраля в журнале Nature Communications опубликована статья с результатами их исследования, сообщила пресс-служба университета.
Археи, как и бактерии, обитают в самых разных средах, в том числе внутри человеческого тела, но не вызывают заболеваний. Некоторые из них обладают способностью разгоняться до невероятных скоростей с помощью вращающейся спиралевидной нити-пропеллера, называемой археллумом.
Исследовательская группа, в которую вошли ученые Регенсбургского университета из Германии, изучали с помощью мощного криоэлектронного микроскопа Methanocaldococcus villosus, виде архей, обитающем около подводных вулканов у берегов Исландии. Температура воды там может достигать порядка 80 °C.
Доктор Лавиния Гамбелли из Эксетерского института живых систем (LSI) рассказывает: «M. villosus плавает со скоростью около 500 длин тела в секунду. На первый взгляд кажется, что это немного. Но для сравнения, гепард достигает только 20 длин тела в секунду, поэтому, если бы клетка M. villosus имела размер гепарда, она плыла бы примерно со скоростью 3000 километров в час. Невероятная скорость, которую может достичь M. villosus, делает их одним из самых быстрых организмов на планете».
Криоэлектронный микроскоп дал возможность исследователям рассматривать объекты, размеры которых составляют всего несколько атомов водорода. Это позволило им внимательно рассмотреть самый маленький пропеллер в мире и узнать подробности о его форме, структуре и принципах работы.
«При таком разрешении мы можем видеть саму ткань жизни и изучать фундаментальные биологические процессы в атомарных деталях», — уточнил доктор Бертрам Даум из LSI.
Исследование показало, что филамент (нитевидная структура в составе археллума), используемый M. villosus, состоит из тысяч копий двух чередующихся белков, тогда как ранее исследованные филаменты показывали только один белок. Это доказывает, что архитектура и сборка археллума сложнее, чем считалось ранее.
Ученые также определили два основных структурных элемента, позволяющие филаменту архея двигаться, приводя клетку в движение с высокой скоростью.
Кроме важности этих открытий, Бертрам Даум напомнил, что археи составляют значительную часть бактерий, обнаруженных в организме человека. И хотя не было выявлено ни одного вида из них, которые бы вызывали заболевания, но такая вероятность всё-таки есть.Поэтому важно продолжать их исследования.
Кроме того, проведенное исследование в будущем поможет в разработке микроскопических роботов для доставки лекарств с помощью таких же крошечных пропеллеров, как используемые археями.
