Учёным из университета Вашингтона (США), во главе с руководителем лаборатории Полом Уиггинсом (Paul Wiggins) и его постдоком Натаном Кувадой (Nathan Kuwada), удалось составить подробную схему движения всех белков в клетке бактерии кишечной палочки E.coli на разных стадиях её жизни. Исследователи представили своё открытие на 59-й ежегодной встрече американского Биофизического общества (Biophysical Society), о чём и рассказывается в пресс-релизе этой организации.
Американские учёные проанализировали библиотеку снимков тысяч вспышек зелёных флюоресцентных белков в клетках бактерий этого вида. Снимки делались в разные периоды жизни бактерий, начиная с их «рождения» в процессе деления и до момента достижения ими возраста в 6-8 часов. Белки, из которых состоят бактериальные клетки, за это время проходили через сотни циклов, в процессе которых они синтезируются, меняют свою структуру, разрушаются и синтезируются снова. Собственно говоря, именно эти циклы и лежат в основе всех аспектов жизни любой живой клетки, от её питания до размножения.
При помощи флюоресцентных белков можно эффективно изучать локализацию в живой клетке любых белков. Эти белки светятся, в данном случае в зелёной части спектра. При этом последовательность генов, кодирующих синтез такого приметного белка, можно вставить в ДНК по соседству с последовательностью, кодирующей интересующий учёных белок, тогда они будут локализоваться в одном месте.
Результаты анализа удивили учёных — оказалось, что бактерии, являясь примитивными одноклеточными организмами, имеют при этом достаточно сложную систему движения белков в своих клетках. Вместо ожидавшегося небольшого набора маршрутов, обусловленных функциями белков, исследователи нашли гибкое разнообразие моделей, «включение» и «выключение» которых зависит от возраста бактерии и окружающих её условий.
Также выяснились другие интересные вещи, например, что белки, участвующие в построении ДНК, при делении клеток бактерий распределяются между дочерними клетками не поровну, хотя внешне всё выглядит симметрично.
«Эта асимметрия хотя и относительно невелика, но имеет статистически достоверную величину, так что в этом должен быть какой-то биологический смысл — сказал Кувада. — Наше открытие, касающееся всей клетки в целом, может пролить свет на многие отельные биологические механизмы, которые мы сейчас стараемся понять».
Исследование бактерий, этих древнейших и простейших живых существ, продолжает приносить интересные результаты. Только с начала этого года уже удалось найти бактерии, 2 млрд лет избегавшие эволюции, а также разработать новый способ синтеза дешёвого биотоплива, опять же при помощи бактерий.
