Показать меню

Биологи создали «полосу препятствий» для бактерий

Биологи создали «полосу препятствий» для бактерий

Ученые из Университета Карнеги – Меллона, Питтсбургского университета и Института биологических исследований имени Дж. Солка создали «полосу препятствий» для изучения движения бактерий в естественной среде, когда те стремятся к источнику пищи или удаляются от опасности. Полученные в ходе экспериментов результаты будут не только интересны для биологии и медицины, но и могут пригодиться при разработке систем передвижения минироботов для поисково-спасательных операций.

Профессор кафедры вычислительной биологии и машинного обучения Университета Карнеги –Меллона Зив Бар-Джозеф (Ziv Bar-Joseph) говорит, что ранее передвижение бактерий исследовалось в чистой культуральной среде. Так, например, проводились многочисленные эксперименты по изучению хемотаксиса – движения бактерий в ответ на химические стимулы, когда бактерия находит питательные вещества или избегает токсинов. В первом случае бактерия движется в направлении, где концентрация растворенного вещества возрастет, во втором – туда, где она уменьшается. В реальности же бактерии существуют в весьма сложной среде, где помимо объектов, притягивающих или отталкивающих их, есть также немало препятствий, которые бактерия должна миновать в своем движении к цели.

Исследователи разработали микрофлюидные камеры – высотой всего 10 микрометров, шириной один миллиметр и длиной один миллиметр – и разместили в них равномерно распределенные квадратные и круглые препятствия, а также пищевую приманку. В эксперименте использовались кишечные палочки (Escherichia coli). Авторы работы говорят, что были удивлены тем, насколько эффективно эти бактерии могут двигаться, минуя препятствия. «Они добрались до еды почти так же быстро, как и без препятствий, – говорит ведущий автор исследования Сабрина Рашид. – Препятствия не влияли на время, необходимое для достижения еды, как ожидалось согласно предыдущим моделям».

Ученые предполагают, что одним из способов, позволяющих кишечным палочкам успешно огибать препятствия, служит химическая коммуникация между бактериями. Давно установлено, что они способны передавать информацию друг другу, выделяя в среду различные вещества. Также авторы исследования заметили изменение в поведении бактерий. Обычно бактерия использует два режима работы жгутиков. Один обеспечивает ее продвижение вперед, а другой – так называемый «танец» (в англоязычной литературе tumbling – «кувыркание») – позволяет ей случайным образом менять ориентацию в пространстве и направление движения. В нормальных условиях движение вперед и «танец» чередуются. Для режима «полосы препятствий» исследователи предположили, что бактерии должны больше двигаться прямолинейно и меньше «танцевать», пока они не окажутся на чистом месте. Наблюдения за поведением отдельных бактерий в экспериментальных камерах подтвердили это предположение.

Новая уточненная модель хемотаксиса может быть важна, например, для понимания, как опухолевые клетки распространяются по организму, образуя метастазы, или как происходит распространение инфекционных агентов. Применение этой модели для моделирования перемещений групп роботов, которые должны искать потерпевших в чрезвычайных ситуациях, показало, что такой сходный подход может сократить время поиска.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences

Автор: Иван Петров
По материалам: polit
Загрузка...
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Загрузка...
Лента новостей
Минздрав рекомендовал убрать чипсы из продажи на предприятиях15:21Пятая суббота акций за свободные выборы в Москве (ХРОНИКА, ФОТО, ВИДЕО)15:00Врачи не нашли повреждений у якобы избитой кандидатки в депутаты14:57Кадыров поздравил Путина с 20-летием прихода к власти14:37Число пострадавших в ДТП на Урале выросло до девяти14:37Зеленский взял следствие по пожару в одесской гостинице под личный контроль14:00Власти Сочи приготовились к эвакуации из-за непогоды14:00Стала известна программа "Киношока"13:59Восемь человек погибли при пожаре в одесской гостинице (ВИДЕО)13:57Зюганов возглавил митинг КПРФ в Москве13:39СКР начал проверку возвращения самолета в Хабаровск13:20Движение на проспекте Сахарова перекроют из-за митинга12:57СМИ узнали о расшифровке записей черного ящика с Airbus A32112:57СМИ сообщили о продлении США отсрочки для Huawei12:57От персонала больницы утаили, что пострадавшие при взрыве в Архангельской области заражены радиацией. В организме одного врача обнаружили цезий-13712:38СПЧ попросил проверить законность дел против участников акции 27 июля11:39Матери детей-инвалидов попросили Путина отменить запрет на ряд препаратов11:00Минобороны потребовало через суд 45 млн рублей за случайный пуск ракеты11:00В КНДР подтвердили испытания нового оружия10:19Умер известный актер Питер Фонда10:19