Algumas bactérias viajam por espaços incrivelmente pequenos. Pesquisadores – e um maravilhoso pesquisador ilustrando micróbios diabolicamente saturados, explicaram como as bactérias Caballeronia insetícola passagens estreitas no percevejo do feijão podem examinar o trato digestivo.
Em um estudo publicado na semana passada na Nature Communications, uma equipe de pesquisadores descobriu que C. inseticida ele navega através de um gargalo até o intestino do inseto com apenas 1 micrômetro de largura por meio de um movimento de “enrolamento flagelar”. Nesse processo, o micróbio fixa seu flagelo, parte da cauda da bactéria usar para se mover– ao redor dele e ele avança como um saca-rolhas. A descoberta revela como esta espécie se move com sucesso através de uma passagem tão estreita e também pode informar o tratamento de bactérias nocivas.
configuração de ‘rosca de parafuso’
“Anos atrás, os pesquisadores notaram algo incomum; C. inseticida às vezes, ele enrola seus flagelos na frente do corpo, em vez de puxá-los por trás, como um nadador normal”, escreveu Daisuke Nakane, pesquisador da Universidade de Eletrocomunicação e autor do estudo, em um post. artigo para Springer. “Essa configuração de ‘parafuso’ enrolada é girada como uma pequena máquina de túnel, ajudando a célula a avançar. Mas esse movimento peculiar foi apenas uma curiosidade – ou a chave para conquistar espaços estreitos?”
Segundo Nakane, os pesquisadores ficaram surpresos com a capacidade da espécie de navegar por espaços tão pequenos por bastante tempo. Nakane e sua equipe C. inseticida em um dispositivo com canais aproximadamente da mesma largura do gargalo real. Como você pode ver no vídeo abaixo, as bactérias estão distribuídas uniformemente pelos canais restritos.
Nós, bestas, geralmente mudamos o movimento local para involução flagelar. Enquanto cerca de 15% das bactérias são convertidas em invólucros flagelares nas salas amplas, 65% nos pequenos corredores os pesquisadores as utilizaram, e apenas o espaço contraído desencadeia a mudança. Simulações de computador revelaram o segredo do sucesso do método.
“Em um espaço estreito, o líquido dificilmente consegue se mover pela célula porque as paredes o retêm. O flagelo estendido, que geralmente empurra a água para trás, torna-se quase inútil”, explicou Nakane. “E o flagelo enrolado cria uma superfície helicoidal rotativa que comprime o fluido através de um pequeno espaço entre a célula e a parede. Isso gera um forte impulso, impulsionando a bactéria para dentro da espiral, transformando-a perfeitamente em espaços apertados.”
Uma regra elegante
Foi descoberto por Nakane e seus colegas C. inseticida relativo comparável Espécies que podem usar o envelope de chicote mantêm sua velocidade muito bem enquanto são conduzidas em túneis, enquanto aquelas que não podem, às vezes, são muito desaceleradas ou completamente bloqueadas.
Os pesquisadores também demonstraram a capacidade da bactéria de se enrolar em um gancho, uma articulação flexível na raiz do flagelo, que proporciona mais ou menos flexibilidade dependendo da espécie. A equipe se fortaleceu no ensino, que C. inseticida Possui gancho flexível que permite o envolvimento flagelar através de experimentos genéticos.
Quando os pesquisadores foram substituídos C. inseticidaUm anzol flexível com uma versão mais rígida de outro tipo, não utiliza mais o envoltório de micróbio para chicotear e o chão para coxear rangendo em espaços apertados. Quando equipado C. inseticidao anzol é macio, as outras espécies envolvem pelo menos um pouco o flagelo, permitindo que ele se mova em intervalos mais curtos.
“As simulações físicas recapitularam esses resultados, reforçando uma regra simples, mas elegante: um gancho flexível faz o embrulho, o embrulho faz os túneis, os túneis sobrevivem”, disse Nakane. “E isso não foi um fenômeno de laboratório. Quando testamos o gancho rígido, transformando os insetos reais dentro dos grãos, a capacidade de colonizar o hospedeiro despencou. Sem o embrulho, eles não poderiam passar por uma única barreira micrométrica. A evolução moldou claramente a flexibilidade do gancho para que as bactérias pudessem navegar pela arquitetura interna de seu hospedeiro.”
Envolvendo o clube de chicotadas
Os cientistas observaram reações semelhantes em organismos como Campylobacter, Helicobactere Pseudomonas– Bactérias que passam através dos ductos glandulares e camadas de muco, sugerindo que a involução flagelar pode ser uma característica comum entre os micróbios que viajam para regiões estreitas e viscosas.
Talvez o mais emocionante seja o facto de a capacidade desta estratégia de prevenir ou aumentar as bactérias nocivas abranda e ajuda a salvar vidas. Essa mudança inteligente também pode inspirar a configuração de sistemas operacionais em nanoescala ou micro-robôs.
