生物學家研究地球上最小的螺旋槳——被地球上最快的生物之一使用
M. villous archaellum 的表示,突出顯示藍色和橙色(前景)和游泳的 M. villous 細胞(背景)中的兩個交替亞基。學分:埃克塞特大學
埃克塞特大學的科學家們發現了有關被稱為古細菌的單細胞生物使用的微型螺旋槳的新信息。
與細菌一樣,古生菌存在于廣泛的棲息地——包括人體內部——但與細菌不同的是,它們不會引起疾病。
一些古細菌通過旋轉一種叫做古細菌的螺旋狀細絲來推動自己達到令人難以置信的速度。使用強大的低溫電子顯微鏡,這項新研究比以往任何時候都更仔細地檢查了這一點。
包括雷根斯堡大學在內的研究小組專注于Methanocaldococcus villosus,這是一種在冰島附近的水下火山附近發現的物種,那里的水溫可以達到約 80°C。
“ M. villusus的游泳速度約為每秒 500 身長,”埃克塞特生命系統研究所 (LSI) 的 Lavinia Gambelli 博士說。
“考慮到這個微小的細胞只有一微米左右,這意味著一秒鐘內有半毫米。
“乍一看,這似乎并不多。但相比之下,獵豹每秒只能達到 20 個體長——因此,如果M. villosus細胞有獵豹那么大,它的游泳速度約為每小時 3,000 公里。
“ M. villusus可以達到的令人難以置信的速度使其成為地球上最快的生物之一。”
使用低溫電子顯微鏡,研究人員可以看到寬度只有幾個氫原子的物體。
“在這個分辨率下,我們可以看到生命的結構,并以原子細節研究基本的生物過程,”LSI 的 Bertram Daum 博士說。
“在這項研究中,我們能夠仔細觀察世界上最小的螺旋槳,以了解更多關于它的形狀和它的工作原理。
“除了讓我們更多地了解這些迷人的生物外,這還可能對人類健康和技術產生影響。
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“古細菌占人體中發現的微生物的相當大比例。到目前為止,還沒有發現會導致疾病,但這仍然是一種可能性。
“在未來,甚至有可能基于古細菌使用的微型螺旋槳開發用于藥物輸送的微型機器人設備。”
該研究發現,M. villusus使用的細絲由數千個拷貝的兩種交替蛋白質組成,而之前研究的細絲僅顯示一種蛋白質。
這表明古菌的結構和組裝比以前想象的要復雜。
研究人員還確定了兩個主要的結構元素,使古菌絲能夠移動,以高速推動細胞。
該研究由歐洲研究委員會資助。
該論文發表在《自然通訊》雜志上,題為:“由兩個交替亞基組成的古細菌絲”。