Unitsellulaarne nägemisvorm

Halobacterium salinarum on 2017. aasta mikroob

Silmatorkav punane värv: Halobacterium salinarum on aasta mikroob © Felicitas Pfeifer
ettelugemist

Punased rahapajad, millel on teaduse potentsiaal: mikroob Halobacterium salinarum suudab üle elada äärmuslikke soolakontsentratsioone ja panna flamingode sulestik särama. Liiki tuntakse aga ennekõike veel ühe omaduse pärast: sellel on inimese nägemiseks olulise valgu prototüüp - see avastus oli täiesti uue uurimisvaldkonna sünd. Nüüd H. salinarum on määratud mikroob aasta 2017.

Täpselt 100 aastat tagasi avastati: kui saksa mükoloog Heinrich Kleban 1917. aasta jaanuaris torkas nõelaga soolatud merekala ja kandis tahkele toitesöötmele, kasvasid seal paar nädalat hiljem "soolabakteri" punased kolooniad. Selle teaduslikult õige nimi on Halobacterium salinarum.

Mikroob on üks originaalsemaid eluvorme ja üks arheeni organismidest - pisikesed organismid, mis meenutavad baktereid, kuid on tegelikult tihedalt seotud taimede ja loomadega. Arheenid on sageli kohandatud ebaharilike elupaikade jaoks, nagu kuumaveeallikad, eriti happelised veed või hapnikuvabad kohad.

Punane ja soolane

Ka H. salinarium armastab äärmusi: liik kasvab soolapannides ja soolvee lehtedes ning on suurepäraselt kohandatud kõrgele soolakontsentratsioonile. Nende ellujäämistrikk: rakuümbrises olevad spetsiaalsed kanalivalgud võimaldavad H. salinarumil kohandada oma soolasust väliste tingimustega. Sel moel ellu isegi soolakristallid sadu aastaid.

Kuna mikroobid sisaldavad punaseid värvaineid, muudavad nad soolajärvi ja meresoolataimed punakaslillaks. Niinimetatud karotenoidid kogunevad ka toiduahelasse: väikesed soolavähid söövad mikroorganisme, sealhulgas nendes sisalduvaid värvaineid. Euroopa vähk omakorda toita flamingod - nii sulestik muutub roosaks. kuva

H. salinarumi rakuümbrisest tulenev bakteriaalnehodopsiin muudab kokkupuutel värvi. © MPG / Wolfgang Filser

Meie visuaalse süsteemi eelkäija

Biokeemik Dieter Oesterhelt avastas punaste mikroorganismide põneva omaduse 1971. aastal: mikroobid sisaldavad bakteriofodopsiini. See membraanvalk neelab valgust ja kasutab seda eritüüpi fotosünteesi jaoks, et genereerida energiat rakkude ainevahetuseks. Värv bakteriorodopsiini muudab lillast kollane.

Eriline asi selles: meie silma visuaalse protsessi eest vastutab võrreldav rodopsiin. Seetõttu on meie vaatepildi molekulaarse aluse arengu juured ilmselt selles iidses mikroobivormis.

Valguslüliti uuteks uuringuteks

Halobacterium salinarum'ist pärit bakterihododopsiini avastamine on avanud täiesti uue uurimisvaldkonna: optogeneetika. Rhodopsine kasutatakse nüüd molekulaarsete "valguse lülititena" närvirakkude käitumise uurimiseks ja kontrollimiseks. Esialgsed õnnestumised viitavad sellele, et neuronaalsed defektid võivad tulevikus olla ehk ravitavad.

Kuid aasta mikroob pakub veelgi rohkem eripära: see reguleerib oma rakkude tihedust gaasiga vesiikulite abil, mis on õhuga täidetud ja ümbritsetud veekindla valgukestaga. Nagu sukelduja, võib ka Halobacterium hõljuda teatud veesügavustes ja otsida sobivaid hapniku- ja valgustingimusi.

Nendes veekihtides võib see ka ujuda: tänu pika Forts tzeniga ajamile kruvib see propelleri põhimõttel läbi z Salzhe soolalahuse. Archaea leiutas oma molekulaarse pöördmootori, mis võib juhuslikult muuta pöörlemissuunda ja seega raku orientatsiooni vastuseks rakusignaalile.

(Saksamaa bioloogia, bioteaduste ja biomeditsiini ühendus eV, 23.01.2017 - DAL)