Скользящая подвижность
Скользящая подвижность — это тип транслокации, используемый микроорганизмами , который не зависит от двигательных структур, таких как жгутики , пили и фимбрии . [1] Скольжение позволяет микроорганизмам перемещаться по поверхности пленок с низким содержанием воды. Механизмы этой подвижности известны лишь частично.
Подергивание подвижности также позволяет микроорганизмам перемещаться по поверхности, но этот тип движения является резким и использует пили в качестве средства передвижения. Бактериальное скольжение — это тип скользящей подвижности, при котором пили также могут использоваться для движения.
Скорость скольжения варьируется у разных организмов, а изменение направления, по-видимому, регулируется какими-то внутренними часами. [2] Например, апикомплексаны способны перемещаться с высокой скоростью от 1 до 10 мкм/с. Напротив, бактерии Myxococcus xanthus скользят со скоростью 0,08 мкм/с. [3] [4]
а) пили IV типа , б) мембранные белки со специфической подвижностью, в) полисахаридная струя
Инвазия клеток и скользящая подвижность имеют TRAP ( анонимный белок, связанный с тромбоспондином ), поверхностный белок, в качестве общей молекулярной основы, которая необходима как для заражения, так и для передвижения инвазивного апикомплексного паразита. [5] Микронемы — секреторные органеллы на апикальной поверхности апикомплексов, используемые для скользящей подвижности.
На схеме выше справа:
| а) | пилы IV типа |
| Клетка прикрепляет свои пили к поверхности или объекту в направлении своего движения. Белки в пилях затем расщепляются, сжимая пили, подтягивая клетку ближе к поверхности или объекту, к которому они были прикреплены. [6] | |
| б) | Мембранные белки со специфической подвижностью |
| Трансмембранные белки прикрепляются к поверхности хозяина. Этот адгезионный комплекс может быть либо специфичным для определенного типа поверхности, например определенного типа клеток, либо универсальным для любой твердой поверхности. Моторные белки, прикрепленные к внутренней мембране, вызывают движение внутренних клеточных структур по отношению к трансмембранным белкам, создавая общее движение. [7] Это обусловлено движущей силой протона. [8] Используемые белки различаются у разных видов. Примером бактерии, использующей этот механизм, может быть Flavobacterium . Этот механизм все еще изучается и недостаточно изучен. [9] | |
| в) | Полисахаридная струя |
| Клетка выпускает позади себя «струю» полисахаридного материала, продвигая ее вперед. Этот полисахаридный материал остается позади. [10] |
Типы моторики
[ редактировать ]| Часть серии о |
| Движение микробов и микроботов |
|---|
 |
| Микропловцы |
| Молекулярные моторы |
Бактериальное скольжение — это процесс подвижности, при котором бактерия может двигаться самостоятельно. Обычно этот процесс происходит при движении бактерии вдоль поверхности в общем направлении ее длинной оси. [11] Скольжение может происходить по совершенно разным механизмам, в зависимости от типа бактерии. Этот тип движения наблюдался у филогенетически разнообразных бактерий. [12] такие как цианобактерии , миксобактерии , цитофаги , флавобактерии и микоплазмы .
Бактерии перемещаются в зависимости от климата, содержания воды, присутствия других организмов и твердости поверхностей или сред. Скольжение наблюдалось у самых разных типов, и хотя механизмы могут различаться у разных бактерий, в настоящее время понятно, что оно происходит в средах с общими характеристиками, такими как твердость и малое количество воды, что позволяет бактериям сохранять подвижность. в его окрестностях. К таким средам с низким содержанием воды относятся биопленки , почва или почвенные крошки в навозе , микробные маты . [11]
Цель
[ редактировать ]Скольжение, как форма подвижности, по-видимому, обеспечивает взаимодействие между бактериями, патогенезом и усилением социального поведения. Он может играть важную роль в биопленок формировании , бактериальной вирулентности и хемочувствительности . [13]
Роящаяся подвижность
[ редактировать ]Роящаяся подвижность возникает на более мягких полутвердых и твердых поверхностях (что обычно включает в себя скоординированное перемещение бактериальной популяции посредством ощущения кворума с использованием жгутиков для приведения их в движение) или подергивающуюся подвижность. [12] на твердых поверхностях (что включает выдвижение и втягивание пилей IV типа для продвижения бактерии вперед). [14]
Предлагаемые механизмы
[ редактировать ]Механизм планирования может различаться у разных видов. Примеры таких механизмов включают в себя:
- Моторные белки, обнаруженные во внутренней мембране бактерий, используют протонпроводящий канал для передачи механической силы на поверхность клетки. [1] Движение цитоскелета микрофиламентов вызывает механическую силу, которая передается на адгезионные комплексы на подложке и перемещает клетку вперед. [15] Было обнаружено, что моторные и регуляторные белки, которые преобразуют внутриклеточное движение в механические силы, такие как сила тяги, представляют собой консервативный класс внутриклеточных моторов у бактерий, которые адаптированы для обеспечения подвижности клеток. [15]
- А-моторика ( авантюрная моторика ) [11] [13] [16] как предложенный тип скользящей подвижности, включающий временные адгезионные комплексы, прикрепленные к субстрату во время движения организма вперед. [13] Например, у Myxococcus xanthus [11] [12] [13] [17] социальная бактерия.
- Выброс или секреция полисахаридной слизи из сопел на обоих концах тела клетки. [18]
- Заряженные наномашины или большие макромолекулярные сборки, расположенные на теле клетки бактерии. [15]
- « Комплексы фокальной адгезии » и «беговая дорожка» поверхностных адгезинов, распределенных по телу клетки. [13] [2]
- Скользящая подвижность Flavobacterium johnsoniae использует спиральный путь, внешне похожий на M. xanthus , но с помощью другого механизма. Здесь адгезин SprB движется вдоль поверхности клетки (по спирали от полюса к полюсу), увлекая за собой бактерию в 25 раз быстрее, чем M. xanthus . [19] Flavobacterium johnsoniae движутся по винтовому механизму и приводятся в действие протонной движущей силой. [20]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Нан, Бэйян (февраль 2017 г.). «Скользящая подвижность бактерий: разработка консенсусной модели» . Современная биология . 27 (4): Р154–Р156. дои : 10.1016/j.cub.2016.12.035 . ПМИД 28222296 .
- ^ Перейти обратно: а б Нан, Бэйян; Макбрайд, Марк Дж.; Чен, Цзин; Зусман, Дэвид Р.; Остер, Джордж (февраль 2014 г.). «Бактерии, скользящие по спиральным дорожкам» . Современная биология . 24 (4): 169–174. дои : 10.1016/j.cub.2013.12.034 . ПМЦ 3964879 . ПМИД 24556443 .
- ^ Сибли, Л. Дэвид; Хоканссон, Себастьян; Каррутерс, Верн Б. (1 января 1998 г.). «Скользящая подвижность: эффективный механизм проникновения в клетки» . Современная биология . 8 (1): С12–Р14. дои : 10.1016/S0960-9822(98)70008-9 . ПМИД 9427622 .
- ^ Сибли, LDI (октябрь 2010 г.). «Как апикомплексные паразиты проникают в клетки и выходят из них» . Современное мнение в области биотехнологии . 21 (5): 592–8. дои : 10.1016/j.copbio.2010.05.009 . ПМЦ 2947570 . ПМИД 20580218 .
- ^ Султан, Али А.; Тати, Вандана; Фреверт, Ют; Робсон, Кэтрин Дж. Х.; Крисанти, Андреа; Нусенцвейг, Виктор; Нусенцвейг, Рут С.; Менар, Робер (1997). «TRAP необходим для скользящей подвижности и инфекционности спорозоитов плазмодия» . Клетка . 90 (3): 511–522. дои : 10.1016/s0092-8674(00)80511-5 . ПМИД 9267031 .
- ^ Стром, М.С.; Лори, С. (1 октября 1993 г.). «Структура-функция и биогенез пилей IV типа». Ежегодный обзор микробиологии . 47 (1): 565–596. дои : 10.1146/annurev.mi.47.100193.003025 . ISSN 0066-4227 . ПМИД 7903032 .
- ^ Макбрайд, Марк Дж. (01 октября 2001 г.). «Скользящая подвижность бактерий: множественные механизмы движения клеток по поверхностям». Ежегодный обзор микробиологии . 55 (1): 49–75. дои : 10.1146/аннурев.микро.55.1.49 . ISSN 0066-4227 . ПМИД 11544349 .
- ^ Дзинк-Фокс, JL; Ледбеттер, скорая помощь; Годшо, В. (декабрь 1997 г.). «Ацетат действует как протонофор и по-разному влияет на движение шариков и миграцию клеток скользящей бактерии Cytophaga johnsonae (Flavobacterium johnsoniae)» . Микробиология . 143 (12): 3693–3701. дои : 10.1099/00221287-143-12-3693 . ISSN 1350-0872 . ПМИД 9421895 .
- ^ Браун, Тимоти Ф.; Хуббар, Манджит К.; Саффарини, Даад А.; Макбрайд, Марк Дж. (сентябрь 2005 г.). «Гены скользящей подвижности Flavobacterium johnsoniae, выявленные с помощью морского мутагенеза» . Журнал бактериологии . 187 (20): 6943–6952. дои : 10.1128/JB.187.20.6943-6952.2005 . ISSN 0021-9193 . ПМЦ 1251627 . ПМИД 16199564 .
- ^ Хойчик, Э.; Баумайстер, В. (22 октября 1998 г.). «Комплекс соединительных пор, прокариотическая органелла секреции, является молекулярным мотором, лежащим в основе скользящей подвижности у цианобактерий» . Современная биология . 8 (21): 1161–1168. дои : 10.1016/s0960-9822(07)00487-3 . ISSN 0960-9822 . ПМИД 9799733 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Спорманн, Альфред М. (сентябрь 1999 г.). «Скользящая подвижность бактерий: результаты исследований Myxococcus xanthus » . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 63 (3): 621–641. дои : 10.1128/ммбр.63.3.621-641.1999 . ISSN 1092-2172 . ПМЦ 103748 . ПМИД 10477310 .
- ^ Перейти обратно: а б с Макбрайд, М. (2001). «Скользящая подвижность бактерий: множественные механизмы движения клеток по поверхностям». Ежегодный обзор микробиологии . 55 : 49–75. дои : 10.1146/аннурев.микро.55.1.49 . ПМИД 11544349 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Миньо, Т.; Шаевитц, Дж.; Хартцелл, П.; Зусман, Д. (2007). «Доказательства того, что комплексы фокальной адгезии обеспечивают скользящую подвижность бактерий» . Наука . 315 (5813): 853–856. Бибкод : 2007Sci...315..853M . дои : 10.1126/science.1137223 . ПМК 4095873 . ПМИД 17289998 .
- ^ Нан, Бэйян; Зусман, Дэвид Р. (июль 2016 г.). «Новые механизмы обеспечения скользящей подвижности бактерий» . Молекулярная микробиология . 101 (2): 186–193. дои : 10.1111/mmi.13389 . ISSN 1365-2958 . ПМК 5008027 . ПМИД 27028358 .
- ^ Перейти обратно: а б с Сунь, Минчжай; Вартель, Морган; Каскалес, Эрик; Шаевитц, Джошуа В.; Миньо, Тэм (3 мая 2011 г.). «Моторный внутриклеточный транспорт обеспечивает скользящую подвижность бактерий» . Труды Национальной академии наук . 108 (18): 7559–7564. дои : 10.1073/pnas.1101101108 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3088616 . ПМИД 21482768 .
- ^ Слюсаренко О.; Зусман, доктор медицинских наук; Остер, Г. (17 августа 2007 г.). «Двигатели, обеспечивающие А-движение у Myxococcus xanthus , распределены по телу клетки» . Журнал бактериологии . 189 (21): 7920–7921. дои : 10.1128/JB.00923-07 . ПМК 2168729 . ПМИД 17704221 .
- ^ Лучано, Дженнифер; Агреби, Рим; Ле Галль, Анн Валери; Вартель, Морган; Фигья, Франческа; Дюкре, Адриан; Брошье-Армане, Селин; Миньо, Там (08 сентября 2011 г.). «Появление и модульная эволюция нового механизма движения у бактерий» . ПЛОС Генетика . 7 (9): e1002268. дои : 10.1371/journal.pgen.1002268 . ISSN 1553-7404 . ПМК 3169522 . ПМИД 21931562 .
- ^ Мерали, Зия (3 апреля 2006 г.). «Бактерии используют струи слизи, чтобы передвигаться» . Новый учёный . Архивировано из оригинала 1 июля 2009 года . Проверено 17 января 2010 г.
- ^ Нан, Бэйян (2015). «Бактерии, скользящие по спиральным дорожкам» . Курр Биол . 24 (4): R169–173. дои : 10.1016/j.cub.2013.12.034 . ПМЦ 3964879 . ПМИД 24556443 .
- ^ Шривастава, Абхишек (2016). «Винтовое движение скользящей бактерии осуществляется за счет спирального движения адгезинов на клеточной поверхности» . Биофиз. Дж . 111 (5): 1008–1013. Бибкод : 2016BpJ...111.1008S . дои : 10.1016/j.bpj.2016.07.043 . ПМК 5018149 . ПМИД 27602728 .