Биологи изучили самый маленький пропеллер на Земле

Учёные из Университета Эксетера получили новую информацию о крошечных пропеллерах, которые используют одноклеточные организмы — археи.

Как и бактерии, археи обитают в самых разных условиях, включая организм человека, но, в отличие от бактерий, не известны как возбудители болезней.

Некоторые археи двигаются с невероятной скоростью, вращая спиралевидную нить — археллу.

В новом исследовании эту структуру изучили ближе, чем когда-либо, с помощью мощного крио-электронного микроскопа.

Команда, в которую вошли учёные из Университета Регенсбурга, сосредоточилась на виде Methanocaldococcus villosus, обитающем возле подводных вулканов у Исландии, где температура воды достигает около 80°C.

"M. villosus плавает со скоростью около 500 длин тела в секунду", — сказала доктор Лавиния Гамбелли из Института живых систем Эксетера (LSI).

"Учитывая, что крошечная клетка имеет размер всего около одного микрометра, это означает полмиллиметра в секунду. На первый взгляд, это не так много. Но для сравнения, гепард развивает только 20 длин тела в секунду. Так что, если бы клетка M. villosus была размером с гепарда, она бы плыла со скоростью примерно 3000 километров в час. Невероятная скорость, которую может развить M. villosus, делает его одним из самых быстрых организмов на планете".

С помощью крио-электронного микроскопа исследователи могут видеть объекты шириной всего в несколько атомов водорода.

"При таком разрешении мы можем видеть самую ткань жизни и изучать фундаментальные биологические процессы на атомном уровне", — сказал доктор Бертрам Даум, также из LSI.

"В этом исследовании мы смогли внимательно рассмотреть самый маленький в мире пропеллер, чтобы больше узнать о его форме и принципе работы. Помимо новых знаний об этих увлекательных организмах, это может иметь значение для здоровья человека и технологий. Археи составляют значительный процент микроорганизмов, обнаруженных в теле человека. Пока ни одна из них не вызывает болезней, но такая возможность остаётся. В будущем, возможно, даже удастся создать микроскопические роботизированные устройства для доставки лекарств на основе крошечных пропеллеров архей".

Исследование показало, что нить, которую использует M. villosus, состоит из тысяч копий двух чередующихся белков, тогда как ранее изученные нити демонстрировали только один белок. Это говорит о том, что архитектура и сборка археллы сложнее, чем считалось ранее.

Исследователи также определили два основных структурных элемента, которые позволяют нити археллы двигаться, продвигая клетку на высокой скорости.

Статья под названием "An archaellum filament composed of two alternating subunits" опубликована в журнале Nature Communications.