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        大自然如何設(shè)計(jì)原始旋轉(zhuǎn)馬達(dá)
        
			
        
				2019-06-28 09:52:10
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        細(xì)菌鞭毛是大自然中最小的電機(jī)之一，每分鐘轉(zhuǎn)速高達(dá)60,000轉(zhuǎn)。為了正常運(yùn)作并推動細(xì)菌，鞭毛需要將其所有組件裝配在一起進(jìn)行嚴(yán)格的測量。在今天發(fā)表在“科學(xué)”雜志上的一項(xiàng)研究中，猶他大學(xué)的研究人員報告了一種調(diào)節(jié)鞭毛25納米驅(qū)動軸狀桿長度的機(jī)制，并回答了一個關(guān)于細(xì)胞如何結(jié)合在一起的長期問題。
        

        大自然如何設(shè)計(jì)原始旋轉(zhuǎn)馬達(dá)
        

        雖然確定其他鞭毛部件尺寸的生物力學(xué)控制已經(jīng)確定，但是桿的長度控制，一個將扭矩從電池內(nèi)部的鞭毛發(fā)動機(jī)傳遞到外部螺旋槳細(xì)絲的剛性軸，是未知的。“由于大部分機(jī)器都是在細(xì)胞外組裝的，因此必須有自組裝機(jī)制，并確定不同組件的最佳長度，”生物學(xué)教授凱利休斯說。“它是怎么做到的?”
        

        休斯的研究生Eli Cohen使用遺傳工具進(jìn)行腸道沙門氏菌桿長度控制的問題進(jìn)展緩慢，直到在他的一個課程中，他聽說了外膜束縛蛋白Lpp的概念，它將外膜與外膜連接起來。的細(xì)胞壁。的沙門氏菌信封是由一個的內(nèi)膜和與外界交互的外膜。在兩個膜之間是包含稱為周質(zhì)的細(xì)胞壁的空間。細(xì)胞生物學(xué)家之前并不知道LppA蛋白質(zhì)是否支撐細(xì)胞壁，如柱子撐起屋頂，或外膜是否拴在細(xì)胞壁上。
        

        科恩，休斯和他們的同事設(shè)計(jì)了沙門氏菌菌株，以確定LppA是否作為外膜的系繩，以及外膜是否影響鞭毛桿長度。他們發(fā)現(xiàn)，改變LppA蛋白的長度會改變周質(zhì)的寬度以及桿的長度。
        

        “棒需要接觸外膜的內(nèi)部，”科恩說。“因此，如果外膜距離更遠(yuǎn)，那么桿必須在那里生長以滿足它。”
        

        “這項(xiàng)工作最終表明它實(shí)際上是一條將外膜固定下來的系繩，”Hughes補(bǔ)充道。“如果你不將它系住，外膜會從細(xì)胞中爆炸出來。”
        

        因?yàn)楸廾c細(xì)菌的移動能力有關(guān)，所以對鞭毛系統(tǒng)控制的理解可以幫助研究人員學(xué)習(xí)如何固定有害細(xì)菌，并阻礙一些細(xì)菌用來感染宿主細(xì)胞的鞭毛狀系統(tǒng)。
        
			

			
          
        
			
        
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