Исследователи с факультета здравоохранения и медицинских наук Копенгагенского университета предоставили фундаментальное понимание того, как движется это бактериальное движение, разгадав давнюю годичную тайну в этой области.
«Многие бактерии могут двигаться или плавать, потому что у них есть длинные нити, также известные как жгутики, которые они могут использовать, чтобы продвигаться вперед.
Они делают это, вращая эти нити. Вращение приводится в движение роторным двигателем, который снова приводится в действие белковым комплексом, известным как блок статора. Все это хорошо известно в нашей области. Теперь мы покажем, как этот блок статора приводит в действие двигатель, что до сих пор оставалось загадкой ”, – говорит доцент и руководитель группы Николас Тейлор, Центр исследований белков Novo Nordisk Foundation.
Довольно удивительно, что команда показывает, что сам статор на самом деле также является крошечным роторным двигателем. Этот крошечный мотор приводит в действие большой мотор, который заставляет нити вращаться, заставляя бактерии двигаться.
Результаты противоречат существующим теориям о механизме статорного блока, и эти новые знания могут быть полезны в борьбе с болезнями, вызванными бактериями.
«Большинство исследователей, в том числе и мы, на самом деле думали, что технический механизм и архитектура статорного блока сильно отличались от того, что показывает наше исследование. Знание фактического состава и функции этого устройства открывает путь для терапевтических целей.
Когда мы знаем, что заставляет бактерии двигаться, мы также можем подавить это движение и тем самым остановить его распространение ”, – говорит Николас Тейлор.
Криоэлектронная микроскопия показывает архитектуру двигателя
С помощью криоэлектронной микроскопии исследователи определили структуру статорного агрегата. Работая с этой техникой, они смогли выяснить ее архитектуру, увидеть, как она активируется, и предоставить подробную модель того, как она обеспечивает вращение жгутикового мотора.
«Мотор состоит из двух белков: MotA и MotB. Белок MotB прикреплен к клеточной стенке и окружен белками MotA, которые после рассеивания движущей силы ионов вращаются вокруг MotB. Вращение MotA, в свою очередь, приводит в движение двигатель крупных бактерий », – говорит Николас Тейлор.
«Кроме того, наша модель показывает, как блок статора может приводить в действие вращение бактериального жгутикового двигателя в обоих направлениях, что имеет решающее значение для бактерий, чтобы изменить свое направление движения. Без изменения направления бактерии могли бы плавать только в одном направлении."
Следующий шаг группы – выяснить, можно ли заблокировать статорные блоки с помощью химических соединений, которые могут иметь антибиотический эффект.