Nanolalkarze odkrywający tajemnice architektury kolonii bakterii: jak cząsteczki pomagają w rozmnażaniu.

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Tsukubie odkryli, że cząstki wirusopodobne mogą wpływać na organizację i rozmnażanie bakterii-gospodarzy. Te cząstki są powiązane z bakteriofagami, które są wirusami infekującymi bakterie. Zawierają enzym, który zmienia kształt i strukturę bakterii, pomagając im w odmienny sposób się rozwijać.

Actinobakterie posiadają geny odpowiedzialne za wytwarzanie cząsteczek przypominających wirusy, których funkcja była dotąd nieznana. Badanie skupiło się na Streptomyces davawensis, rodzaju actinobakterii. Okazało się, że ten bakterium produkuje takie cząsteczki, aby wspomóc swoje rozmnażanie.

Badanie wykazało istotne wyniki.

• Zewnątrzkomórkowe DNA, które pełni funkcję rusztowania w organizacji wielokomórkowej, było znacznie zredukowane w zmutowanych szczepach S. davawensis.
• Komórki pozbawione produkcji cząstek przypominających wirusy były uwięzione w nieprawidłowych agregatach.
• Enzym w cząstkach przypominających wirusy degraduje DNA genomowe, łącząc środowiska wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe.

Badacze odkryli, że cząstki wirusopodobne posiadają specyficzny enzym zwany efektorem. Ten efektor jest kluczowy dla ich działania, ponieważ rozkłada część DNA. Efektor opuszcza cząstkę i przemieszcza się do błony komórkowej gospodarza.

Model pokazuje, w jaki sposób efektor wspomaga uwolnienie DNA na zewnątrz komórki. To uwolnione DNA dostarcza struktury i składników odżywczych, co wspiera wzrost i rozmnażanie się komórek gospodarza. W efekcie prowadzi to do bardziej zorganizowanej grupy komórek oraz korzystniejszych zmian w kształcie i funkcji bakterii.

Badania te zostały sfinansowane przez różne źródła, w tym:

Zobacz również:

Dzisiaj · 13:23

Niezwykłe siły mechaniczne a ekspresja genów

Otrzymano wsparcie finansowe z następujących źródeł: dotacja na badania naukowe od Japońskiego Towarzystwa Promocji Nauki (numery projektów 19K15726, 23K13863 i 23K26811), Agencja Nauki i Technologii Japonii (numery projektów JPMJMI21G8 i JPMJGX23B2) oraz program wsparcia młodych talentów naukowych w dziedzinie nauk biologicznych od Suntory (SunRiSE).

To odkrycie jest istotne, ponieważ ukazuje nowy sposób rozmnażania się bakterii za pomocą cząsteczek podobnych do wirusów. Badania sugerują, że naukowcy mogliby zmodyfikować działanie tych cząsteczek, aby wspomóc różne dziedziny biotechnologii.

Jest to istotne, ponieważ wirusy są obecne wszędzie w środowisku. Organizmy żywe wykształciły mechanizmy do walki z nimi. Jednak badanie to pokazuje, że nie wszystko związane z wirusami jest szkodliwe. W tym przypadku, wirusy faktycznie pomagają bakteriom rozmnażać się.

Analiza wykazała, że Streptomyces davawensis nie jest w stanie prawidłowo funkcjonować bez cząsteczek przypominających wirusy. Mutanty pozbawione tych cząsteczek nie potrafiły się poprawnie organizować, co prowadziło do tworzenia nietypowych skupisk komórek. To wskazuje, że te nanocząsteczki są niezwykle istotne.

Niniejsze badanie ma istotne znaczenie dla mikrobiologii i biotechnologii. Opisuje wpływ cząstek przypominających wirusy na bakterie, ukazując ich rolę w organizowaniu się i rozmnażaniu bakterii. Przeprowadzone badania są wnikliwe i wskazują na liczne możliwości zastosowań w przyszłości.

Naukowcy odkryli, że bakterie i wirusy (lub cząstki podobne do wirusów) mogą współpracować. To współdziałanie sprzyja rozwojowi bakterii i ich lepszej organizacji. Badacze mogą teraz znaleźć nowe sposoby wykorzystania tej wiedzy. Dzięki temu zrozumieniu przyszła biotechnologia może stać się znacznie bardziej zaawansowana.