Учёные из Института науки и технологий Австрии (ISTA) обнаружили новый механизм самоорганизации активной материи, который играет важную роль в процессе деления бактериальных клеток. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics и могут помочь в создании синтетических самовосстанавливающихся материалов.
В процессе деления бактерий белки FtsZ формируют кольцевую структуру в центре клетки — бактериальное кольцо деления. Это кольцо участвует в образовании перегородки между дочерними клетками. Однако до недавнего времени физические аспекты самоорганизации FtsZ оставались неизученными.
Исследователи использовали метод вычислительного моделирования, чтобы изучить взаимодействие и самоорганизацию белковых нитей FtsZ. Они обнаружили, что эти нити подвергаются циклическому процессу роста и сжатия, известному как «беговая дорожка». Этот процесс заключается в постоянном добавлении и удалении субъединиц на противоположных концах нити.
При столкновении с препятствиями нити растворяются и собираются заново, образуя упорядоченную нитевидную структуру — бактериальное кольцо деления. Эти наблюдения были подтверждены как с помощью моделирования, так и экспериментально, с использованием атомно-силовой микроскопии на белковых сборках in vitro.
Открытый механизм «беговой дорожки» может найти применение в разработке синтетических материалов с самовосстанавливающимися свойствами. В дальнейшем учёные планируют исследовать роль этого кольца в формировании перегородки, разделяющей бактериальную клетку на две части.
Источник: lenta.ru