Используя визуализацию с большим увеличением, группа исследователей идентифицировала несколько ранее невиданных структур бактерий, представляющих собой молекулярные механизмы. Исследование опубликовано на этой неделе в Journal of Bacteriology, издаваемом Американским обществом микробиологии.
«Исследование показывает, что еще предстоит открыть огромное количество информации даже о той доле бактерий, о которой мы знаем», - сказала Кэтрин Ойкономоу, доктор философии, научный сотрудник Grant J. Лаборатория Дженсена в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. «Даже хорошо изученные виды обладают выдающимися структурными особенностями, о которых мы не знали раньше и функция которых до сих пор неизвестна».
Исследование выросло из случайного наблюдения ранее неизвестных придатков бактерии Prosthecobacter debontii. «Мы не смогли найти никаких сведений об их личности в литературе», - сказал Ойкономоу.
После этого открытия исследователи под руководством Меган Добро, доктора философии, доцента биологии человека в Хэмпширском колледже, Амхерст, Массачусетс, провели визуальный обзор трехмерных электронных криотомограмм интактных клеток 88 видов бактерий, все взяты из базы данных, включающей 15 000 таких изображений, собранных лабораторией Дженсена. (Этот метод обеспечивает трехмерное изображение макромолекул и клеток.)
Цель исследования в публикации того, что по сути является каталогом этих новых структур, состоит в том, чтобы провести исследование их структуры и функции, поделившись ими с широкой аудиторией биологов бактериальных клеток, сказал Ойконому..
В течение 20-го века внутренняя часть бактериальных клеток рассматривалась как относительно простая, в отличие от более сложных эукариотических клеток всех многоклеточных организмов. «Но за последние ~20 лет электронная криотомография позволила нам визуализировать бактериальные клетки в интактном, полностью гидратированном состоянии, сохраняя их внутреннюю структуру», - сказал Ойкономоу.
"Мы узнаем, что бактерии содержат организованную батарею макромолекулярных машин, которые выполняют специализированные функции, которые позволяют им процветать в разнообразной среде. Наша работа подчеркивает разнообразие и сложность бактериальных клеток. И это напоминает нам, что многие структуры еще предстоит увидеть."
Понимание этих новых наблюдаемых структур поможет микробиологам понять патогены, такие как Vibrio cholerae, возбудитель холеры, и канцерогенные бактерии, такие как Helicobacter pylori, а также экологически важные виды, такие как Azospirillum brasilense, сказал Ойконому.. Последний играет важную роль в круговороте азота, поскольку помогает циркулировать этому экологически важному элементу.
Таким образом, исследование может привести к улучшениям в медицине, науке об окружающей среде и во многих других областях, где бактерии играют решающую роль.