• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.10.2022
Анна Новиковская
1
4 651

Как полумертвые бактерии узнают, что пора оживать

5.0

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.

Эти бактериальные споры должны быть полностью инертны, но электрохимический потенциал на поверхности их оболочек говорит об обратном / © 10.1126/science.abl7484 / Автор: Regulus Tremerus

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. 

Изменения мембранного потенциала на поверхности споры по мере улучшения условий внешней среды 

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

Вчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

Позавчера, 08:53
Дарья Г.

Современные звезды отличаются от звезд прошлых поколений разнообразием элементов. Но как отличить старые поколониия звезд от еще более древних? У тех и других металличность крайне низкая, а чтобы изучить историю звездообразования во Вселенной, нам нужны самые древние светила. Авторам нового исследования удалось найти отличительную характеристику таких звезд в нашей Галактике.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

13 мая
Александр Березин

Десятки лет назад ученые выдвинули гипотезу, что облик рода Homo возник под действием специфической задачи: добычи дичи с помощью бега. Несмотря на общую логичность этой версии, против нее выдвигали ряд контраргументов: бег энергозатратен, да и примеров «беговой охоты» в XX веке не столь много. Похоже, теперь оба эти возражения снимаются.

15 мая
Игорь Байдов

Несколько лет назад ученые открыли белый карлик, вращающийся вокруг солнцеподобной звезды в системе KIC 8145411. После ряда спектроскопических исследований выяснилось, что этот объект очень «легкий». В свою очередь, компьютерное моделирование показало, что маломассивные белые карлики в такого рода системах существовать не могут. После нового анализа американские астрономы, наконец, объяснили этот феномен.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Zhe Sh
08.10.2022
-
0
+
Благодаря таким полумертвым/полуживым спорам и появилась жизнь на нашей планете. Запомните этот твит!
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: