Исследователи применили свои мощные устройства и смогли взглянуть в глубину микромира. Они посмотрели, как выглядят бактерии под микроскопом, а именно, заглянули внутрь их мембраны. Новые данные помогут учёным перехитрить устойчивость к противомикробным препаратам у грамотрицательных бактерий, таких как кишечная палочка.
У грамотрицательных бактерий, таких как Escherichia coli, есть внешние мембраны, которые удерживают их внутренности на месте и защищают их от «суеты» бактериальной жизни. Эти мембраны содержат невероятный набор инструментов, включая белки и токсины, такие как липополисахариды.
«Наружная мембрана представляет собой серьёзный барьер против антибиотиков и является важным фактором, делающим инфекционные бактерии устойчивыми к медикаментозному лечению. Однако остаётся относительно неясным, как устроен этот барьер, поэтому мы решили изучить его так подробно», — объяснил биофизик и старший автор исследования из Университетского колледжа Лондона Барт Хугенбум.
«Изучая живые бактерии от молекулярного до клеточного уровня, мы можем увидеть, как мембранные белки образуют сеть, охватывающую всю поверхность бактерий, оставляя небольшие промежутки для участков, не содержащих белка».
Полученное с помощью атомно-силового микроскопа изображение бактериальной мембраны учёные называют самым резким изображением из когда-либо существовавших изображений живых бактерии под микроскопом.
Как вы можете видеть на изображении выше, на поверхности много крошечных отверстий. Это бета-стволовые белки, называемые поринами, которые образуют туннели через мембрану бактерий, позволяя молекулам диффундировать. Между тем небольшие участки гладкой поверхности — это липополисахариды, которые могут расширяться по мере роста клетки.
«Мы пришли к выводу, что внешняя мембрана представляет собой мозаику из разделённых по фазам богатых липополисахаридами и богатых белками областей внешней мембраны, поддержание которых важно для целостности мембраны и, следовательно, для образа жизни грамотрицательных бактерий», — объясняют учёные.
«Хрестоматийное изображение бактериальной внешней мембраны показывает белки, распределённые по мембране беспорядочно, хорошо смешанные с другими строительными блоками мембраны. Наши изображения демонстрируют, что это не так, но липидные пятна отделены от белков точно так же, как масло отделяется от воды, в некоторых случаях образуя щели в панцире бактерий», — рассказывает первый автор и биохимик UCL Джорджина Бенн.
Новый взгляд на внешнюю мембрану означает, что теперь можно начать исследовать, как такая структура влияет на функции мембраны, целостность и устойчивость к антибиотикам. Команда будет исследовать, как можно перехитрить устойчивость к противомикробным препаратам у грамотрицательных бактерий, таких как кишечная палочка.
Ранее ученые сделали удивительное открытие: они показали, что бактерии могут проводить электричество при помощи проводов.
Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.