Едноклетъчна оригинална форма на зрение

Halobacterium salinarum е микроб на 2017 година

Поразителен червен цвят: Halobacterium salinarum е микроб на годината © Felicitas Pfeifer
чете на глас

Червени менти с потенциал за наука: Микробът Halobacterium salinarum може да оцелее в екстремни концентрации на сол и да накара оперението на фламинго да блести. Видът обаче е известен преди всичко с друго свойство: той има прототипа на протеин, който е важен за зрението на човека - това откритие беше раждането на съвсем нова област на изследване. Сега H. salinarum е обявен за микроб на 2017 година.

Точно преди 100 години беше открито: Когато немският миколог Хайнрих Клебан намуши солена морска риба с игла през януари 1917 г. и я прехвърли в твърда хранителна среда, няколко седмици по-късно червените колонии на "солна бактерия" растат там. Научно правилното му име е Halobacterium salinarum.

Микробът е една от най-оригиналните форми на живот и е един от археените - мънички организми, които приличат на бактерии, но всъщност са тясно свързани с растенията и животните. Archeen често са адаптирани към необичайни местообитания, като горещи извори, изключително кисели води или места без кислород.

Червено и солено

Също така H. salinarium обича крайностите: Видът расте в солници и саламурни листа и е перфектно адаптиран към високи концентрации на сол. Техният трик за оцеляване: Протеините на специалните канали в клетъчната обвивка позволяват на H. salinarum да коригира солеността си към външните условия. По този начин той оцелява стотици години дори в солни кристали.

Тъй като микробите съдържат червени багрила, те правят солените езера и растенията с морска сол изглеждат червено-виолетови. Така наречените каротеноиди също се натрупват в хранителната верига: малки солни раци изяждат микроорганизмите, включително багрилата, съдържащи се в тях. Фламингите от своя страна се хранят с раците, така че оперението им става розово. показ

Бактериорходопсинът от клетъчната обвивка на H. salinarum променя цвета си при излагане. © MPG / Волфганг Филър

Предтеча на нашата визуална система

Биохимикът Дитер Оестерхелт открил завладяваща характеристика на червените микроорганизми през 1971 г .: микробите съдържат бактериодопсозин. Този мембранен протеин абсорбира светлина и го използва за специален вид фотосинтеза, за да генерира енергия за метаболизма на клетките. Цветът на бактериалходопсин се променя от лилаво до жълто.

Особеното в него: Сравним родопсин е отговорен за визуалния процес в нашето око. Ето защо еволюцията на молекулярната основа на нашето зрение, вероятно, има своите корени в тази древна форма на микроби.

Светлинен превключвател за нови изследвания

Откриването на бактериалходопсин от Halobacterium salinarum отвори изцяло ново поле за изследване: оптогенетика. Родопсините вече се използват като молекулни „светлинни превключватели“ за специфично изследване и контрол на поведението на нервните клетки. Първоначалните успехи предполагат, че дефектите на невроните може да се лекуват в бъдеще.

Но микробът на годината предлага още повече особености: Той регулира плътността на клетките си с помощта на газови везикули, които се пълнят с въздух и са затворени от водонепроницаема протеинова обвивка. Подобно на водолаз, Halobacterium може да плава в определени водни дълбочини и да търси подходящи условия за кислород и светлина.

В тези слоеве вода може да плува и наоколо: Благодарение на задвижване с дълги Forts tzen той се завинтва на принципа на витло през солевия разтвор z Salzhe. Archaea е измислил свой собствен двигателен въртящ се мотор, който може произволно да променя посоката на въртене и по този начин ориентацията на клетката в отговор на клетъчен сигнал.

(Асоциация по биология, биологични науки и биомедицина в Германия eV, 23.01.2017 - DAL)