Μετά από 50 χρόνια μάθαμε πώς κινούνται τα βακτήρια

Τέλος σε ένα μυστήριο πέντε δεκαετιών έρχεται να βάλει μία διεθνής ομάδα ερευνητών, οι οποίοι χρησιμοποίησαν τεχνολογία κρυογονικής ηλεκτρονικής μικροσκοπίας για να διαπιστώσουν πώς κινούνται τα βακτήρια.

Γνωρίζαμε ήδη πως χρησιμοποιούν μία μικρή ουρά, το “μαστίγιο” το οποίο είναι ένα τρίχινο προσάρτημα που προεξέχει από το σώμα του βακτηρίου. Αλλά οι λεπτομέρειες για το πώς λειτουργεί αυτό το μαστίγιο για να σπρώχνει το βακτήριο, διέφευγε της κατανόησής μας. Στα ζωικά κύτταρα το μαστίγιο κινείται αριστερά και δεξιά για να παρέχει ώθηση. Αλλά τα κύτταρα των βακτηρίων έχουν μαστίγια με σχήμα ελατηρίου το οποίο δεν μπορεί να παρέχει ώθηση με απλή κίνηση από άκρη σε άκρη. Αντιθέτως, περιστρέφονται σαν προπέλα και μπορούν να τεντωθούν σε κάποιο βαθμό, επιτρέποντας στα βακτήρια να δημιουργούν διαφορετικές κυματομορφές με τις περιστροφές του, αλλάζοντας έτσι και κατεύθυνση.

Μελετώντας τη δομή των μαστιγίων σε σχεδόν ατομικό επίπεδο, οι ερευνητές είδαν πως στα βακτήρια οι πρωτεϊνικές ενώσεις υπάρχουν σε 11 διαφορετικές καταστάσεις, με τη μίξη αυτή να επιτρέπει στη δομή στο σύνολό της να τυλίγεται σε αυτό το κατσαρό σχήμα της. Η δομή είναι τόσο σταθερή που μπορεί να αντέξει τις πιέσεις, διατηρώντας το σχήμα της ακόμα και μετά το τέντωμα.

Στο βακτήριο E.coli, η περιστροφή με αντίθετη φορά του ρολογιού παρέχει ευθεία κίνηση. Όταν αλλάζει η κατεύθυνση περιστροφής, οι δυνάμεις αλλάζουν τη δομή του μαστιγίου τεντώνοντάς το και αλλάζοντας κατεύθυνση στην κίνηση του βακτηρίου.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Cell.