Удивительный феномен электрических бактерий

Кишечные палочки E. coli – это электрические создания. Эти бактерии, которые населяют кишечник человека, способны создавать электрические вспышки света, и теперь ученым удалось визуализировать процесс, как клетки мигают словно лампочки.

Стоит отметить, что ранее уже было известно о том, что большое количество этих клеток имеет тенденцию для поддержания отрицательных зарядов в своих мембранах, но ученые не могли представить наглядные доказательства световых способностей клеток.

Теперь, путем видоизменения светочувствительного белка, обнаруженного в морских микроорганизмах и внедрения его в кишечную палочку E. coli, исследователи смогли впервые увидеть, как некоторые клетки меняли свое электрическое состояние.

Подобно другим живым существам кишечные палочки E. coli способны изменять свой электрический потенциал, или напряжение, перемещая заряженные ионы, такие как натрий и калий, по своим клеточным мембранам (внешнее покрытие клетки). Аналогичный процесс позволяет нашим нервам посылать сигналы внутри нашего организма в форме электрических вспышек.

Различие между электрическим зарядом в клеточных мембранах и во внешней среде играет важную роль в способности клеток создавать накопление энергетических молекул, управляя движением своего хвоста, или жгутика, и перемещая другие молекулы через клеточную мембрану, согласно сведениям исследователя анализа Адама Кохена (Adam Cohen), профессор отделения химии и физики в Гарвардском Университете.

Первоначально, исследователи искали способ визуализировать электрические изменения в клетках млекопитающих. Они видоизменили светочувствительный белок и, таким образом, он выделял свет в зависимости от изменений электрического напряжения, происходящего, как за пределами мембраны, так и внутри мембраны.

"Затем один из исследователей, рассматривая E. coli под микроскопом, не поверил своим глазам: кишечные палочки мигали. Это было нечто, чего мы совсем не ожидали" – рассказал профессор Кохен.

Фактически, видео, которое они сняли, показывало индивидуальные клетки, мигающие в течение от 1 до 40 секунд перед тем, как снова потухнуть. Фаза темноты, которая наступала один раз в минуту, была связана с содержанием большего количества отрицательных зарядов энергии в клетках, как отметил Кохен.

Предварительное исследование объясняет мигание тем, что клетка, предположительно, вытягивает потенциально загрязняющие вещества. Этот процесс вытягивания является общим механизмом сопротивления антибиотикам, поскольку некоторые бактериальные клетки впитывают их с целью уничтожения. Итак, этот метод мог бы обеспечить новый способ изучения процесса сопротивления вредных бактерий антибиотикам, как пояснил Кохен.

Научно-исследовательская группа также обнаружила, что мигание может быть разным: например, клетки мигают быстрее, когда подвергнуты кислой среде и медленнее в среде, где преобладают щелочные реакции, и затухают совсем в условиях сверх кислой среды или в условиях, где содержание щелочей превышает норму. Научно-исследовательская работа была опубликована в июльских выпусках журнала "Science".

Оригинал (на англ. языке): LiveScience  Перевод: М. Гончар

• Зимний морской лёд усиливает способность Южного океана поглощать CO₂
• Горбатые киты играют с людьми, пуская кольца пузырей: возможно, это способ общения
• Как жили «полярные динозавры»: ученые воссоздали древнюю экосистему Антарктики 120 миллионов лет назад
• Койоты в Лос-Анджелесе менее склонны проводить время в богатых районах
• Робот-прыгун, похожий на веснянку
• Почему летучие мыши спят, вися вниз головой?
• Одинокий дельфин развил уникальный язык
• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции