В результате исследований учёных из Австрийского института науки и технологий (ISTA) было обнаружено, что в процессе деления бактерий задействован новый механизм самоорганизации активной материи. Опубликованные в журнале Nature Physics выводы могут послужить основой для создания синтетических материалов со способностью к самовосстановлению.
Источник изображения: pixabay.com
Во время деления бактерий белки FtsZ собираются в виде кольца в центре клетки. Известно, что это кольцо, называемое бактериальным кольцом деления, участвует в формировании «стены», разделяющей дочерние клетки. Однако фундаментальные физические принципы самоорганизации FtsZ оставались неясными. Для анализа этого процесса учёные прибегли к компьютерному моделированию, которое позволило изучить, как нитевидные белки FtsZ взаимодействуют и самоорганизуются. Белковые нити непрерывно удлиняются и укорачиваются, образуя структуру, известную как «беговая дорожка», которая предполагает постоянное присоединение и удаление субъединиц на концах нити.
При столкновении нитей с препятствием они растворяются и снова собираются, формируя упорядоченную нитевидную структуру — бактериальное кольцо деления. Эти процессы были подтверждены как моделированием, так и микроскопическим исследованием белковых комплексов in vitro.
Механизм «беговой дорожки» может быть использован для создания синтетических материалов, обладающих свойством самовосстановления. В будущем учёные планируют изучить, каким образом это кольцо способствует формированию стенки, разделяющей бактериальную клетку на несколько.