Как полумертвые бактерии узнают, что пора оживать
Находясь в состоянии споры, покрытой прочной оболочкой, бактерии переживают неблагоприятные условия, останавливая все свои жизненные процессы. По сути, такая клетка почти мертва, однако ученые выяснили, что и «мертвые» бактерии постоянно отслеживают состояние внешней среды, реагируя даже на незначительные изменения условий.
В отличие от растений и грибов, споры бактерий служат не для размножения: в частности, они образуются внутри клеток при резком ухудшении условий внешней среды, например, понижении температуры или сокращении влажности. В таком состоянии бактерия способна выдерживать различные физические и химические воздействия, сохраняя жизнеспособность в течение многих лет: известен случай, когда проросли бактериальные споры, образовавшиеся около 30 миллионов лет назад.
Чтобы сохранять способность к прорастанию так долго, бактерия сводит на ноль все свои физиологические процессы, останавливая даже движение цитоплазмы за счет потери большей части воды. Но было неизвестно, остается ли при ней способность «отслеживать» состояние внешней среды, реагируя на те условия, которые еще не подходят для прорастания. Иными словами, инертны ли бактериальные споры вплоть до момента прорастания или они как-то реагируют на незначительные изменения снаружи?
Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) смогли разгадать эту загадку, обнаружив, что споры сенной палочки (Bacillus subtilis) действуют как конденсаторы, используя накопленную электрохимическую энергию для отслеживания внешних условий в состоянии полного покоя. Благодаря этому споры реагируют даже на кратковременные и слабые улучшения внешних условий, но прорастают только тогда, когда сумма таких изменений достигает некоторого порога, пригодного для полноценной жизнедеятельности.
Разработав математическую модель, объясняющую этот процесс, исследователи обнаружили, что споры используют мембранный потенциал для отслеживания состояния окружающей среды. Грубо говоря, спора высвобождает небольшое количество ионов калия в ответ на каждое незначительное улучшение внешних условий (в данном случае это были добавляемые в раствор со спорами аминокислоты), но прорастает лишь тогда, когда разница концентраций калия снаружи и внутри оболочки споры достигнет нужного значения.
Это похоже на работу нейронов в нашем мозгу, у которых мембранный потенциал служит для передачи сигналов между клетками. Удивительно, что бактерии могут выделять ионы калия без каких-либо энергетических затрат, а нейроны — одни из самых «энергичных» клеток нашего тела.
Новые данные позволяют переосмыслить наши представления о бактериальных спорах и могут послужить в космических миссиях, ищущих признаки существования внеземной жизни. Если в будущем космонавты обнаружат споры бактерий на метеоритах или других планетах, с помощью отслеживания мембранного потенциала ученые смогут определить оптимальные условия для прорастания таких организмов и перевести их в форму полноценной клетки для дальнейшего изучения.
Исследование опубликовано в журнале Science.
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.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
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.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
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