细菌拥有“生物轮”,我们终于可以三维地看到它们了

细菌拥有“生物轮”,我们终于可以三维地看到它们了

在细菌的众多属性中,也许最容易被忽视但又非常重要的一个属性就是它能够通过鞭毛(一种悬挂在细菌末端的独特附属物)推动自身。这种机制是自然产生的生物轮的完美例子。

现在,科学家们首次能够利用电子显微镜对这些轮子的运转进行高分辨率的三维观察。他们的研究成果昨天发表在《国家科学院院刊》上。

鞭毛就像是细菌末端的一条小尾巴,使细菌能够在各种介质中移动。它从定子产生扭矩(即扭转力),定子是器官运动部分周围的一圈结构。它们充当提供动力的轮子。

扭矩的大小取决于定子的数量,从而产生不同的功率。不同的细菌具有不同数量的定子。

例如,正如《新科学家》杂志指出的那样,弯曲杆菌的马达具有足够的力量穿过肠道,导致严重的食物中毒。

与此同时,科学家们观察的另一种细菌与霍乱弧菌(引起霍乱的细菌)密切相关,其马达仅具有中等程度的动力。

《新科学家》杂志指出,这种多样性以及鞭毛多次独立进化的事实进一步证明,它是通过自然选择而不是智能设计逐渐进化而来的。

为了捕捉这些图像,伦敦帝国理工学院的摩根·比比 (Morgan Beeby) 领导的研究小组使用了一种名为电子冷冻断层扫描的技术。首先冷冻细菌,然后使用电子显微镜从各个角度捕捉细菌的图像,最后将得到的图像拼接成一个 3D 合成图。

除了这些图像的美丽新颖性之外,研究人员还可以研究它们以开发更好的纳米机器人马达,或设计针对特定细菌鞭毛的更好的抗生素。

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