Биологи узнали, как бактерии обмениваются генами в экстремальных условиях
Белковые нити, с помощью которых бактерии передают друг другу гены устойчивости к антибиотикам, оказались невероятно прочными и стабильными. Благодаря фосфолипидной «склейке» они выдерживают интенсивное перемешивание, воздействие агрессивных химикатов и высоких температур, обеспечивая обмен ДНК в самых неблагоприятных обстоятельствах.
Устойчивость к действию антибиотиков и другие выгодные адаптации, имеющиеся у одной бактерии, могут передаваться ее соседям в процессе горизонтального переноса генов. Один из основных механизмов такого переноса — конъюгация, непосредственное соединение клеток специальными белковыми нитями, F-пилями, которые удерживают их вместе для обмена фрагментами ДНК.
Нити F-пилей — довольно длинные и тонкие, поэтому считается, что конъюгацию можно затруднить или вовсе нарушить внешним воздействием, например интенсивным перемешиванием. Однако новая работа ученых из Имперского колледжа Лондона показала, что такие условия ничуть не мешают конъюгации и переносу генов. F-пили оказались неожиданно прочными и устойчивыми, выдерживая и высокие температуры, и химически агрессивную среду. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Йонаш Патковски (Jonasz Patkowski) и его коллеги проводили эксперименты с конъюгирующими бактериями кишечной палочки. Обнаружилось, что перемешивание среды только повышает эффективность переноса генов между ними и стимулирует образование прочной биопленки, объединения бактерий, которое повышает их устойчивость к негативным факторам среды.
Ученые закрепляли отдельные клетки на подложке и растягивали из F-пили, показав, что они исключительно эластичны. Помимо этого, белковые нити выдерживали воздействие достаточно агрессивных химических веществ, таких как мочевина и натриевая щелочь, и температуры вплоть до 100 °C. Чтобы выяснить, откуда возникает такая стабильность, биологи рассмотрели молекулярную структуру F-пилей кишечной палочки.
Эти нити сложены из множества отдельных блоков — белковых мономеров, дополнительно стабилизированных фосфолипидами. Компьютерное моделирование показало, что именно фосфолипиды обеспечивают их эластичность и упругость, позволяя изгибаться, растягиваться и сокращаться, на манер пружины. Без них белковые нити легко разрывались бы на отдельные фрагменты.
Все это позволит нам лучше разобраться с тем, как у бактерий происходит горизонтальный обмен генами — важнейший фактор распространения устойчивости к антибиотикам, которая с каждым годом приводит к все большему количеству тяжелых болезней и смертей. Кроме того, необычные свойства пилей могут пригодиться инженерам и помогут в разработке более прочных молекулярных структур.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии