Биологи выяснили, как работают мельчайшие на Земле пропеллеры у микробов

Британские и немецкие исследователи с помощью мощного криоэлектронного микроскопа изучили в ранее недоступных подробностях строение движителя одного из самых быстрых существ на планете — архей вида Methanocaldococcus villosus. Выяснилось, что эти одноклеточные организмы для передвижения используют некое подобие пропеллера, вращая спиралевидную нить, называемую археллумом.

Статья об этом опубликована в журнале Nature Communications .

Археи, как и бактерии, встречаются в самых разных средах обитания, в том числе и внутри человеческого организма, правда, при этом они, в отличие от бактерий, не становятся причиной заболеваний. Ученые Эксетерского и Регенсбургского университетов изучили вид архей M. villosus, обитающих вблизи подводных вулканов у берегов Исландии, где температура воды может достигать 80°C. Особенностью M. Villosus считается невероятная скорость, с которой они могут передвигаться.

"M. villosus плавает со скоростью около 500 длин своего тела в секунду, — поясняет ведущий автор работы Лавиния Гамбелли из Колледжа инженерии, математики и физических наук при Эксетерском университете. — Учитывая, что крошечная клетка имеет размер всего около одного микрометра, это означает движение со скоростью полмиллиметра в секунду. На первый взгляд кажется, что это совсем немного. Однако тот же гепард преодолевает лишь 20 длин своего тела в секунду, поэтому если клетку M. villosus увеличить до размеров гепарда, то она плыла бы со скоростью 3000 км/ч".

Используя криоэлектронный микроскоп, ученые способны разглядеть объекты размером в несколько атомов водорода.

Новое исследование показало, что внешние структуры архей — филаменты, используемые для передвижения, состоят из тысяч копий двух чередующихся белков, тогда как ранее был известен лишь один используемый белок. Это говорит о том, что сборка и архитектура археллума сложнее, чем это считалось ранее. Рассмотренный во всех подробностях "пропеллер" архей в будущем может послужить основой для принципиально новых медицинских технологий, позволяющих целенаправленно доставлять лекарства в нужное место организма с помощью микроскопических роботизированных устройств.