Учёные создали первую 4D-модель микроба, использующего энергию солнца

Команда исследователей из Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) и Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне создала первую четырёхмерную модель клетки фотосинтетической бактерии Prochlorococcus marinus MED4.

Модель связывает трёхмерную структуру микроба с изменениями в активности генов, белков и метаболизме во времени. Она может помочь в разработке компьютерных симуляций и планировании лабораторных экспериментов, а также сократить число проб и ошибок при создании микробов для биотехнологий.

Для построения модели учёные применили криоэлектронную томографию — метод визуализации, который даёт детальные трёхмерные изображения замороженных клеток. Это позволило нанести на карту внутренние структуры, участвующие в захвате света, производстве белков и фиксации углерода.

Также исследователи собрали временные ряды измерений активности генов и белков при изменении условий освещения — при переходе от темноты к свету и наоборот. Данные объединили с компьютерными симуляциями на основе физических законов, чтобы получить целостную модель клетки.

В ходе работы выявлена важная роль белка CP12: он помогает фотосинтетическим организмам регулировать фиксацию углерода. Модель показала, как изменения в расположении белков и структур внутри клетки помогают микробу адаптироваться к меняющимся условиям освещения.

Ранее по теме: У питающихся метаном микроорганизмов обнаружили нанопровода для передачи электронов

Источник: Newswise