Социальные сети бактерий давно престали быть для учёных новостью. Представления о микрофлоре как о куче обособленных бактериальных клеток за последнее десятилетие почти полностью исчезло, и теперь любую бактериальную «тусовку» рассматривают именно как сообщество — где все друг с другом общаются, помогают и т. д. Теперь исследователи заняты тем, что постепенно расшифровывают механизмы, с помощью которых бактерии поддерживают свои социальные сети. Обычно в таких случаях речь идёт о химических «средствах информации»; иногда же удаётся найти нечто уникальное в своей необычности (как это было с бактериальными электрическими проводами).

Фрагмент межбактериальной перемычки из мембранных пузырьков под электронным микроскопом (здесь и ниже фото авторов работы).Исследователи из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) обнаружили ещё один способ объединения бактерий в социальную сеть. Наблюдая за обычной почвенной бактерией Myxococcus xanthus, Манфред Ауэр и его сотрудники обратили внимание на мембранные нитевидные перемычки, соединяющие клетки бактерий. Эту межбактериальную сеть учёные описывают в журнале Environmental Microbiology; ирония же здесь в том, что то же самое видели многие исследователи и до группы г-на Ауэра, но все считали это артефактом, осколками клеток, разрушенных при отборе и анализе образцов.

То, что сеть действительно существует, удалось доказать с помощью особой трёхмерной сканирующей электронной микроскопии.

Бактерии часто обмениваются между собой химическими сигналами, причём эти сигналы они просто выделяют в окружающую среду. Однако это всё равно что обсуждать секретные военные планы в «Твиттере»: другие бактерии легко могут «подслушать» эти сообщения и использовать полученную информацию, чтобы, например, лишить конкурентов доступа к пище. Поэтому, для пущей секретности, бактерии упаковывают свои химические сообщения в мембранные пузырьки. Эти пузырьки объединяются в цепочки, которые потом находят соседнюю клетку.

Эти цепочки (которые напоминают скорее ожерелья, нежели ровные гладкие провода) соединяют только клетки M. xanthus. То есть бактериям не надо бояться, что их «подслушают» враги: наоборот, сами M. xanthus могут договариваться между собой, как им лучше вытеснить конкурентов с территории.

Впрочем, пока что от открытия больше вопросов, чем ответов. Учёным только предстоит понять, почему клетки другого вида не могут подсоединяться к таким проводам, и как, собственно говоря, по ним происходит передача сигналов. Однако в том, что эти перемычки служат именно для общения, для передачи сигнальных молекул, авторы нисколько не сомневаются.

 Модель образования межбактериальных проводов из набора мембранных пузырьков.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Океанические бактерии Synechococcus плавают с помощью волнообразных биений клеточной мембраны, которые вызывает белковая спираль, тянущаяся через всю клетку.

Бактерии плавают с помощью жгутиков. Белковую нить жгутика приводит в движение хитроумный молекулярный мотор, закрепленный в мембране клетки: мотор работает, жгутик крутится, подобно пропеллеру, бактерия движется. Но есть весьма распространённый род бактерий, называемых Synechococcus, у которых жгутика нет, а однако ж они перемещаются с довольно значительной для бактерий скоростью в 25 мкм/с.

Synechococcus живут в океане и служат важным компонентом пищевой пирамиды. Генóм этих бактерий был прочитан ещё в 2003 году, но ответа на вопрос, как они двигаются, это не дало. В статье, опубликованной на сайте PLoS ONE, американские биофизики утверждают, что разгадали эту загадку. В своей модели они ориентировались на другую безжгутиковую бактерию — Myxococcus xanthus. Это почвенная бактерия, которая перемещается скольжением по твёрдой поверхности. Через всю её клетку тянется белковая спиралеобразная конструкция, упирающаяся в клеточную мембрану. Специальные белковые моторы путешествуют по спирали и, наталкиваясь на клеточную мембрану, заставляют спираль проворачиваться. По мембране от переднего конца к заднему пробегает волна, которая и заставляет клетку двигаться.

У Synechococcus тоже наблюдаются волны, пробегающие по клетке, которые зависят от наличия у бактерии белка SwmA, располагающегося во внешней мембране. Но скользить так по поверхности намного легче, чем плавать. Хватает ли бактерии «мембранного волнения», чтобы плыть в толще воды? Ответом на вопрос стала математическая модель, построенная учёными. Согласно их выкладкам, чтобы плавать таким образом, амплитуда бегущей волны должна достигать 0,05 мкм, а сама волна — распространяться со скоростью 73 мкм/с. Частота вращения двигателя-спирали в этом случае будет равна где-то 186 Гц.

Synechococcus, как пишут исследователи, справляется с задачей благодаря особенностям строения внешней клеточной мембраны. На ней, как уже было сказано, сидит белок SwmA, и его молекулы располагаются под углом 60˚ друг к другу. Когда спираль поворачивается, соединённые с ней молекулы SwmA тоже движутся, но из-за особенностей их взаиморасположения образующаяся волна оказывается больше, что дополнительно ускоряет бактерию. Хотя, разумеется, такой способ передвижения — с помощью белкового «буравчика» — всё равно не столь эффективен, как старый добрый жгутик, скорость вращения которого, для сравнения, составляет 1 700 Гц.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА