Magnetospirillum – микроб 2019 года

Бактерии вида magnetospirillum немецкие ученые признали микробами 2019 года. Эти микроорганизмы, живущие в воде, могут ориентироваться на магнитное поле Земли, за что их считают полезными для отраслей биотехнологии и медицины. Так, микробы могут выполнять функцию, например, контрастного вещества или помогать в искусственном управлении клетками.

Моряки веками полагаются на компас – в природе этот принцип уже очень давно известен. Но и немало живых существ могут чувствовать магнитное поле Земли и на него ориентироваться. Например, птицы, улетающие в теплые края, пользуются ощущением магнитного поля как указателем во время длительного перелета. Рыбы, лисы, кабаны и собаки также обладают этим чувством.

Даже в царстве маленьких организмов есть такие, которые ориентируются на магнитное поле Земли – бактерии. Эти микробы содержат крошечные цепи кристаллов из оксида железа магнетита – как компас. Учитывая значение этих организмов для биотехнологий и медицины, Объединение общей и прикладной микробиологии (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie, VAAM) выбрало магнитные бактерии вида magnetospirillum микробами 2019 года.

Впервые эти особые бактерии обнаружил итальянец Сальваторе Беллини (Salvatore Bellini). В 1963 году его наблюдения восприняли скорее с недоверием. Однако 12 лет спустя с распространением электронных микроскопов Ричард Блейкмор (Richard Blakemore) подтвердил существование магнитных микробов: в образцах грязи он увидел микроорганизмы с цепочками магнитных кристаллов, что, как игла компаса, указывали на магнитное поле.

Сегодня уже известно, что специальные ферменты транспортируют из среды в клетки этих бактерий ионы железа. Цитоскелет из длинных нитей протеинов, напоминающий человеческие мышцы, удерживающей кристаллы в центре клетки и равномерно их сортирует при клеточном делении.

Вместе с кислородным датчиком бактерии ориентируются в воде: они целенаправленно ищут слои с незначительным содержанием кислорода, что им подходит. Магнитный полюс Земли помогает им достичь правильной глубины. На основании детального изучения биосинтеза и функционирования магнетосом magnetospirillum считают важными моделями организмов для создания бактериальных органелл.

Но, кроме того, magnetospirillum предоставляет невероятные возможности: крошечные магниты имеют унифицированный размер, форму и намагничены так, как не могут быть синтетические наночастицы. Так их можно использовать как контрастное вещество при медицинском осмотре – при этом они существенно превышают эффективность коммерческих магнитных контрастных средств, утверждают ученые.

Также, если приложить сильное магнитное поле, магнетосомы бактерий продуцируют тепло в клетках и тканях – в опытах на животных так удавалось даже уменьшать опухоли. Ученым уже удалось перенести целостный путь биосинтеза с magnetospirillum к чужой бактерии. Поэтому в будущем, вероятно, можно будет подвергать клетки искусственному намагничиванию и, соответственно, управлять ими.

Источник

Интересное по теме