Ученные Института науки и технологий Австрии (ISTA) сделали ключевое открытие, касающееся нового механизма самоорганизации активной материи, необходимого для процесса деления бактериальных клеток. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Physics, могут значительно повлиять на разработку синтетических материалов, способных к самовосстановлению.
Во время деления бактерий белки FtsZ самоорганизуются в кольцевую структуру в центре клетки. Этот процесс важен для формирования «стены», разделяющей дочерние клетки. Однако до сих пор не были полностью поняты основные физические аспекты этого процесса.
Для исследования ученые применили вычислительное моделирование, что позволило им изучить взаимодействия и самоорганизацию белковых нитей FtsZ. Эти нити растут и сжимаются в непрерывном цикле, называемом «беговая дорожка», при котором постоянно добавляются или удаляются субъединицы на противоположных концах нити.
Когда нити сталкиваются с препятствием, они растворяются и снова собираются, формируя хорошо выровненную нитевидную структуру – бактериальное кольцо деления. Эти процессы были подтверждены как с помощью моделирования, так и атомно-силовой микроскопии на белковых сборках in vitro.
Процесс «беговой дорожки» может быть адаптирован для создания синтетических материалов, способных к самовосстановлению. В дальнейшем ученые планируют изучить, как это кольцо участвует в формировании стенки, разделяющей бактериальную клетку на две дочерние.
Этот прорыв может привести к значительным открытиям и инновациям в области материаловедения и биологии.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/08/13/cell/
