CEA:n (Ranskan vaihtoehtoisen energian ja atomienergian komissio) tutkijat ovat yhdessä CNRS:n (Ranskan kansallinen tutkimuskeskus) tutkijoiden kanssa selvittäneet magnetotaktisissa bakteereissa magnetiitti-nanomagneettien tuotantoon liittyvän proteiinin rakenteen ja toiminnan. Tämä MamP-proteiini on keskeisessä asemassa bakteerin metallurgisessa toiminnassa, koska se antaa magnetiitille sen magneettiset ominaisuudet. Tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä.
 |
| Magnetotaktinen (MS-1) bakteeri magnetosomeineen. Mittaviivan pituus on 1 mikrometri. (Kuva: http://www.calpoly.edu/~rfrankel/mtbphoto.html) |
Magnetotaktiset bakteerit osaavat syntetisoida magnetiittinanokiteitä (Fe3O4), joiden avulla ne kykenevät orientoimaan itsensä Maan magneettikentän suuntaisesti vedessä. Magneettinen orientoituminen on edullisinta bakteerin selviytymisen kannalta. Nanomagneetit kääntyvät kompassin neulan tavoin magneettikentässä.
Magnetiittikiteiden synteesi on monimutkainen prosessi ja se tunnetaan vielä huonosti. Magnetiitti on raudan ja hapen muodostama yhdiste, jossa rauta esiintyy kahdessa erilaisessa hapetustilassa [Fe(II)Fe(III)2O4]. Uudessa tutkimuksessa tutkijat kuvaavat mekanismin, jolla bakteeri tuottaa nämä erilaiset hapetustilat.
MamP-proteiinin rakenteen selvittäminen on osoittanut, että proteiini sisältää erityisen magnetokromiksi kutsutun osan, jollainen on löydetty vain magnetotaktisista bakteereista. Magnetokromin upokasta muistuttava rakenne kykenee sitomaan rauta-atomin. Kokeet ovat osoittaneet, että magnetokromilla on kyky hapettaa rauta Fe(II)-tilasta Fe(III)-tilaan ja stabiloida tämä tila upokkaassaan. Mutaatiokokeet ja magnetotaktisten bakteerien fenotyyppitutkimukset ovat osoittaneet magnetokromin upokkaan fysiologisen tärkeyden.
Tämä tutkimus paljasti bakteerien metallurgista osaamista, johon kuuluu nanomagneettien valmistaminen. Nanomagneeteilla on biologisten sovellusten lisäksi myös potentiaalisia teknisiä sovelluksia, kuten magneettiresonassi kuvantamisessa ja veden puhdistamisessa.
Kehitysopillisissa kirjoituksissa bakteereita on usein pidetty alkeellisina eliöinä. Nämä alkeelliset eliöt ovat kuitenkin metallurgiassa etevämpiä kuin yliopistoissa ja korkeakouluissa opiskelleet metallurgit.
Ja kuinkahan magnetotaktiset bakteerit sijoitetaan fylogeneettiseen evoluutiopuuhun? Ainutlaatuisen magnetokrominsa ansiosta ne on ainakin sijoitettava omaan haaraansa.
Entä onko bakteerien selvitymiselle elintärkeä kyky magneettiseen orientoitumiseen kehittynyt vähitellen darwinistisen mekanismin mukaisesti? Mitä bakteeri teki vielä toimimattomalla tai hyvin epäluotettavalla kompassilla?
Lähde:
http://www.cea.fr/english-portal/news-list/a-bacterium-reveals-the-crucible-of-its-metallur-118644
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti