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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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