Mikrosiłacz

| Nauki przyrodnicze

Zespół badaczy z Uniwersytetu Arizona oraz Uniwersytetu Columbia odkrył cechę, dzięki której powodująca rzeżączkę bakteria zasługuje nie tylko na miano mikroorganizmu szkodliwego dla człowieka, ale też... jednego z największych siłaczy świata, oczywiście w porównaniu do rozmiarów własnego ciała, czyli pojedynczej komórki.

Najważniejszą obserwacją Amerykanów było dostrzeżenie, że wyrastające z powierzchni komórki miniaturowe wypustki, zwane pilami typu IV, mogą łączyć się w wiązki i w ten sposób oddziaływać na znajdujące się w otoczeniu przedmioty ze znacznie zwiększoną siłą. Dotychczas sądzono, że proces chwytania obiektów przez pile i ich przyciągania nie podlega wyraźnej kontroli i że każda z wypustek robi to samodzielnie.

W obserwacjach posłużono się jako modelem bakterią zwaną dwoinką rzeżączki (łac. Neisseria gonorrhoeae). Dzięki badaniom odkryto, że znajdujące się na powierzchni komórki wypustki, przypominające kończyny organizmów wielokomórkowych, są w stanie działać w sposób zorganizowany i w ten sposób zwiększać siłę, z jaką oddziałuje on na elementy otaczającego go środowiska.

Kiedy powstała wiązka pili typu IV kurczy się w sposób zsynchronizowany, jest w stanie - o ile jest przyczepiona do stabilnego podłoża - przesuwać obiekty cięższe nawet do 100 000 razy! To dziesięciokrotnie większa wartość, niż wydawało się do tej pory. Zdaniem jednej z osób uczestniczących w badaniach, Magdaleny \'Maggie\' So, siła ta może sięgać nawet 1 nanoniutona, co jest ogromną wartością w porównaniu do rozmiarów pojedynczej komórki bakteryjnej. Stawia to N. gonorrhoeae w ścisłej czołówce najsilniejszych organizmów świata, a być może nawet na pierszym miejscu tej listy.

W toku badań okazało się, że skurcz pili jest dla dwoinki rzeżączki niezwykle istotny w momencie rozpoczęcia infekcji. Co ciekawe, bakteria ta rozpoczyna atak na komórki ludzkie poprzez... naciąganie jej błony komórkowej. W ten sposób zakłócany jest naturalny przepływ informacji wewnątrz komórki, co wpływa negatywnie na naturalne systemy obrony przed atakiem patogenów.

Aby zmierzyć siłę, z jaką N. gonorrhoeae przyciąga do siebie znajdujące się w pobliżu obiekty, zastosowano nowatorską technikę. Bakterie wysiewa się na powierzchni specjalnie przygotowanej szczotki, a następnie pozwala jej na przyłączenie pili do elastycznych wypustek odstających od podłoża. Kiedy dwoinka zaczyna kurczyć swoje pile, elementy szczotki zostają wygięte w przeciwną stronę, dzięki czemu możliwy jest pomiar siły używanej przez bakterię.

Odkrycie Amerykanów może mieć co najmniej dwa zastosowania. Pierwsze to potencjalna możliwość użycia tego niezwykle sprawnego mechanizmu do konstrukcji układów odpowiedzialnych za ruch w nanomaszynach. Drugie zaś to szansa na wykorzystanie tej wiedzy w leczeniu rzeżączki - być może umiejętność powstrzymania "naciągania błony" atakowanych komórek pozwoli na powstrzymanie infekcji. Aby to jednak potwierdzić, potrzeba będzie z pewnością jeszcze wiele czasu.

Autor:

Źródło: EurekAlert

rzeżączka dwoinka rzeżączki Neisseria gonorrhoeae