Magnetospirillum – мікроб 2019 року

Бактерії виду magnetospirillum німецькі вчені визнали мікробами 2019 року. Ці мікроорганізми, що живуть у воді, можуть орієнтуватися на магнітне поле Землі, через що їх вважають корисними для галузей біотехнології та медицини. Так, мікроби можуть виконувати функцію, наприклад, контрастної речовини або допомагати в штучному керуванні клітинами.




Magnetospirillum: магнітні кристали зафарбовані червоним. Зображення:  M. Toro-Nahulepan/ J. Plitzko.


 

Моряки століттями покладаються на компас – в природі цей принцип уже дуже давно відомий. Але й чимало живих істот можуть відчувати магнітне поле Землі та на нього орієнтуватися. Наприклад, птахи, що відлітають у вирій, послуговуються відчуттям магнітного поля як дороговказом під час тривалого перельоту. Але й риби, лисиці, кабани та собаки володіють цим відчуттям.

 

Навіть в царстві найменших організмів є такі, що орієнтуються на магнітне поле Землі, – бактерії. Ці мікроби містять крихітні ланцюги кристалів з оксиду заліза магнетиту – як компас. З огляду на значення цих організмів для біотехнологій і медицини, Об’єднання загальної та прикладної мікробіології (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie, VAAM) обрало магнітні бактерії виду magnetospirillum мікробами прийдешнього року.

 

Вперше ці особливі бактерії виявив італієць Сальваторе Белліні (Salvatore Bellini). 1963 року його спостереження сприйняли радше з недовірою. Проте 12 років потому з поширенням електронних мікроскопів Річард Блейкмор (Richard Blakemore) підтвердив існування магнітних мікробів: у зразках грязюки він побачив мікроорганізми з ланцюжками магнітних кристалів, що, як голка компаса, вказували на магнітне поле.

 

Сьогодні вже відомо, що спеціальні ферменти транспортують з середовища до клітин цих бактерій іони заліза. Цитоскелет з довгих ниток протеїнів, що нагадує людські м’язи, втримує кристали в центрі клітини та рівномірно їх сортує при клітинному поділі.

 

Разом з кисневим датчиком бактерії орієнтуються в воді: вони цілеспрямовано шукають шари з незначним вмістом кисню, що їм підходить. Магнітний полюс Землі допомагає їм досягнути правильної глибини. На підставі детального вивчення біосинтезу та функціонування магнетосом magnetospirillum вважають важливими моделями організмів для створення бактеріальних органел.

 

Але, крім того, magnetospirillum надає неймовірні можливості: крихітні магніти мають уніфікований розмір, форму та намагнічені так, як не можуть бути синтетичні наночастинки. Так їх можна використовувати як контрастну речовину при медичному огляді – при цьому вони суттєво перевищують ефективність комерційних магнітних контрастних засобів, стверджують учені.

 

Також, якщо прикласти сильне магнітне поле, магнетосоми бактерій продукують тепло в клітинах і тканинах – у дослідах на тваринах так вдавалося навіть зменшувати пухлини. Науковцям уже вдалося перенести цілісний шлях біосинтезу з magnetospirillum до чужої бактерії. Тож в майбутньому, ймовірно, можна буде піддавати клітини штучному намагніченню та, відповідно, керувати ними.

 

 

Daniela AlbatMagnetospirillum ist Mikrobe des Jahres 2019

Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

2/01/ 2019

Зреферувала С. К.

03.01.2019