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 Ученые создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.
91% родителей считают игры важными для развития ребенка, однако лишь единицы сами предлагают детям поиграть. Взрослые сильно тревожатся из-за увлечения детей смартфонами, хотя зачастую сами преувеличивают время, которое школьники проводят в сети. К таким выводам пришли ученые НовГУ, изучив, как гаджеты и занятость взрослых меняют досуг младшеклассников.
Остров Пуэрто-Рико столкнулся с неожиданно быстрой и жесткой засухой в период, который традиционно считается сезоном дождей. К 25 августа умеренная и сильная засуха охватила 75% территории архипелага, а зоны экстремального дефицита влаги разрослись до 44%. Еще в мае там не фиксировали никакой засухи, однако всего за три месяца ситуация резко ухудшилась.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Американские арахнологи открыли в Скалистых горах на севере Айдахо новый вид паука из рода Hexura, представители которого прежде встречались лишь на северо-западе США и в Канаде. Обнаруженная группа живет примерно в 500 километрах восточнее известного науке ареала. Пауки Hexura тесно связаны с местом обитания и не расселяются на большие расстояния, поэтому ученым еще предстоит выяснить, как новый вид оказался так далеко от известных популяций.
«Росатом» рассматривает возможность создать под Мурманском новое предприятие для достройки плавучих атомных энергоблоков. Причина в том, что количество заказов госкорпорации растет, а существующих мощностей партнеров может не хватить.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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