Обнаружены новые структуры в бактериях: учёные ищут их функцию

С помощью высокоточного микроскопирования исследователи выявили несколько ранее неизвестных структур на бактериях, которые представляют собой молекулярные машины. Исследование опубликовано на этой неделе в Journal of Bacteriology.

"Исследование подчёркивает, что даже о части бактерий, которые нам известны, остаётся масса неизученной информации. Даже у хорошо изученных видов есть заметные структурные особенности, о которых мы раньше не знали и функция которых всё ещё неизвестна", — говорит Кэтрин Ойкономоу, доктор философии.

Исследование началось со случайного наблюдения ранее неизвестных выростов у бактерии Prosthecobacter debontii. "Мы не смогли найти никаких подсказок об их природе в литературе", — отметила Ойкономоу.

За этим открытием последовал визуальный анализ 3D-криоэлектронных томограмм интактных клеток 88 видов бактерий. Изображения были взяты из базы данных лаборатории Дженсена, содержащей 15 000 таких томограмм. Этот метод позволяет получать трёхмерные изображения макромолекул и клеток.

Цель публикации этого каталога новых структур — стимулировать исследования их строения и функции, поделившись данными с широким кругом специалистов по бактериальной клетке.

В XX веке внутреннее устройство бактериальных клеток считалось относительно простым. "Но за последние ~20 лет электронная криотомография позволила нам визуализировать бактериальные клетки в интактном, полностью гидратированном состоянии, сохраняя их внутренние структуры", — пояснила Ойкономоу.

"Мы узнаём, что бактерии содержат организованный набор макромолекулярных машин, которые выполняют специализированные функции, позволяющие им процветать в разнообразных средах. Наша работа подчёркивает разнообразие и сложность бактериальных клеток. И напоминает, что многие структуры ещё предстоит увидеть".

Понимание этих новых структур поможет в изучении патогенов (например, Vibrio cholerae, возбудителя холеры), канцерогенных бактерий (таких как Helicobacter pylori), а также экологически важных видов, например, Azospirillum brasilense, играющего ключевую роль в круговороте азота.

Таким образом, исследование может привести к прогрессу в медицине, экологии и других областях, где бактерии играют критическую роль.