05.02.2012

При делении магниточувствительные бактерии ломают свои компасы пополам

Чтобы разделить свой компас между дочерними клетками, магниточувствительная бактерия сгибает внутриклеточный магнитный стержень так, чтобы его можно было сломать, пишет Nature News.

В 1970-е годы Ричард Блейкмор открыл удивительные морские бактерии, обладающие чувством магнитного поля. Эти микроорганизмы в буквальном смысле имеют собственный компас, который позволяет им ориентироваться по линиям магнитного поля Земли. По мнению учёных, это помогает бактериям находить под водой территории с требуемым содержанием кислорода, серы и прочих необходимых им веществ.

Бактерии делают свой компас из крохотных органелл, называемых магнитосомами, которые состоят преимущественно из магнетита (Fe3O4) и (или) грейгита (Fe3S4). Одной магнитосомы недостаточно, чтобы заставить бактерию развернуться по магнитным линиям, поэтому много магнитосом объединяются внутри клетки в длинную цепь. Но при делении такой магнит ставит клетку перед проблемой: как сделать так, чтобы он достался всем дочерним клетками. Перед делением бактерия вытягивается в длину, а потом у неё посередине начинает формироваться перетяжка, как будто она затягивает некий пояс. Но молекулярных сил такого «пояса» явно недостаточно, чтобы переломить магнитный стержень у неё внутри.

Исследователи из Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана (Германия) обнаружили, что бактерия делит свой компас между дочерними клетками с помощью простого инженерного решения.

Учёные наблюдали за процессом деления Magnetospirillum gryphiswaldense: поначалу бактерия, как обычно, удлинялась, а потом начала перетягиваться в центре. Но затем обе наметившиеся половинки вдруг согнулись друг относительно друга под углом в 50 градусов, после чего бактерия резко переломилась пополам. В статье, опубликованной в журнале Molecular Microbiology, приведены расчёты, показывающие, что изгибание магнитного стержня достаточно ослабляет его прочность, чтобы его можно было сломать силами клеточного деления. Причина же такого сгибания делящейся бактерии, скорее всего, в асимметричном (с одной стороны) наращивании клеточной стенки.

С помощью белков цитоскелета M. Gryphiswaldense удаётся ещё и поровну поделить магнитосомы между дочерними клетками. Впрочем, как считают коллеги авторов работы, такой способ разламывания внутриклеточного магнита поровну принадлежит исключительно этому виду магнитных бактерий. У других представителей этой группы магнитосомы несколько разнесены в пространстве, формируя как бы пунктирный стержень; у третьих — изначально держат их по разным концам клетки; четвёртые упаковывают магнитосомы в клеточную мембрану... Однако в любом случае такой способ деления, который продемонстрировала бактерия немецким учёным, нельзя не признать весьма остроумным.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА