Para Ilmuan Akhirnya Mengetahui Bagaimana Bakteri Dapat Bergerak
Para Ilmuan Akhirnya Mengetahui Bagaimana Bakteri Dapat Bergerak – Bakteri mendorong dirinya sendiri dengan membungkus pelengkap seperti benang panjang menjadi bentuk pembuka botol yang bertindak sebagai baling-baling darurat. Namun, cara mereka melakukan ini mengejutkan para ilmuwan karena “baling-baling” terdiri dari satu protein.
Para Ilmuan Akhirnya Mengetahui Bagaimana Bakteri Dapat Bergerak
hospitalmicrobiome – Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Edward H. Egelman, PhD di UVA, seorang pemimpin di bidang mikroskopi cryo-elektron berteknologi tinggi (cryo-EM), telah memecahkan masalah ini. Para peneliti menggunakan cryo-EM dan pemodelan komputer canggih untuk mengungkapkan apa yang tidak dapat dilihat oleh mikroskop cahaya tradisional.
Baca Juga : Ilmuwan Menciptakan Sel Buatan Yang Meniru Kemampuan Sel Hidup
Struktur aneh dari baling-baling ini pada tingkat atom individu. “Model telah ada selama 50 tahun tentang bagaimana filamen ini dapat membentuk bentuk lingkaran biasa, tetapi sekarang kami dapat mengetahui bagaimana filamen ini dapat terbentuk,” kata Egelman dari Departemen Biokimia dan Genetika Molekuler UVA. “Kami dapat menunjukkan model ini salah. Pemahaman baru kami dapat membuka jalan bagi teknologi berdasarkan baling-baling mini semacam itu.”
Cetak Biru untuk ‘Supercoils’ Bakteri
Berbagai bakteri memiliki satu atau lebih pelengkap, yang dikenal sebagai flagela, atau beberapa flagela. Flagela terdiri dari ribuan subunit, tetapi semua subunit ini persis sama. Orang mungkin berpikir bahwa ekor seperti itu akan lurus atau, paling banter, sedikit fleksibel, tetapi itu menghambat pergerakan bakteri, karena tidak ada daya dorong yang dihasilkan dalam bentuk seperti itu. Untuk mendorong bakteri ke depan, Anda memerlukan baling-baling yang berputar seperti sekrup. Para ilmuwan menyebut formasi morfologi ini sebagai “supercoil”, dan lebih dari 50 tahun kemudian, kita sekarang memahami bagaimana bakteri melakukannya. Menggunakan cryo-EM, Egelman dan timnya menemukan bahwa protein yang membentuk flagela dapat ada di 11 keadaan berbeda. Perpaduan yang tepat dari kondisi ini yang membangkitkan bentuk pembuka botol.
Baling-baling bakteri diketahui berbeda secara signifikan dari baling-baling serupa yang digunakan oleh organisme bersel tunggal yang disebut archaea. Archaea ditemukan di beberapa lingkungan paling ekstrem di Bumi, termasuk kolam asam yang hampir mendidih, dasar laut, dan reservoir minyak bawah tanah yang dalam. Egelman dan rekan menggunakan cryo-EM untuk mempelajari flagela archaea Saccharolobus islandicus dan menemukan bahwa protein yang membentuk flagela ini ada di 10 negara berbeda. Meskipun detailnya sangat berbeda dari apa yang peneliti lihat pada bakteri, hasilnya sama dengan filamen yang membentuk pembuka botol biasa. Mereka menyimpulkan bahwa ini adalah contoh “evolusi konvergen” dan bahwa alam mencapai solusi serupa dengan cara yang sangat berbeda. Ini menunjukkan bahwa sementara bakteri dan archaea baling-baling serupa dalam morfologi dan fungsi, organisme mengembangkan sifat-sifat ini secara independen.
“Seperti burung, kelelawar, dan lebah, mereka semua memiliki sayap yang telah berevolusi secara independen untuk terbang. Bakteri dan archaea berevolusi menuju solusi umum untuk berenang di keduanya,” kata Egerman. yang pekerjaan pencitraan sebelumnya melihatnya dilantik ke Akademi Nasional. Sains adalah salah satu penghargaan tertinggi yang dapat diterima seorang ilmuwan. “Struktur biologis ini muncul di Bumi miliaran tahun yang lalu, jadi 50 tahun yang dibutuhkan untuk memahaminya sepertinya tidak lama.”
Temuan Dipublikasikan
Para peneliti mempublikasikan hasil mereka dalam jurnal ilmiah Cell. Tim tersebut termasuk Mark A.B. Kreutzberger, Ravi R. Sonani, Junfeng Liu, Sharanya Chatterjee, Fengbin Wang, Amanda L. Sebastian, Priyanka Biswas, Sheryl Ewing, Weili Chen, Frederick Pori, Gad Frankel, B. Luisi, Chris Calladine, Mart Krupovic , Birgit E. Scharf, dan Egelman.
Pekerjaan ini didukung oleh hibah National Institutes of Health GM122150 dan T32 GM080186. Program Unit Kerja Angkatan Laut AS 6000.RAD1.DA3.A0308; melalui Robert R. Wagner Fellowship. Makalah para peneliti tidak mewakili kebijakan atau posisi resmi Departemen Angkatan Laut, Departemen Pertahanan, atau Pemerintah Amerika Serikat.
