Разгадана причина способности бактерий плыть против течения
Москва, 21:47, 12 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Международная команда исследователей выяснила, как бактерии могут плавать против течения. С помощью экспериментов и математических расчетов ученые обнаружили формулу, описывающую каждый аспект движения.
Выводы проекта помогут остановить или хотя бы замедлить распространение патогенов с помощью специальных трубчатых поверхностей трубок, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
Бактерии способны двигаться против течения. Это – серьезная проблема, особенно когда они распространяются по водопроводным трубам и медицинским катетерам. Многие виды, вроде кишечной палочки, двигаются с помощью жгутиков.
«Этим они отличаются от рыб, — сказал Андреас Цеттл из Венского университета. – Рыбы чувствуют направление потока и могут решать, куда плыть. Бактерии значительно проще. Их поведение объясняется основными физическими законами».
Микроорганизмы часто скапливаются на поверхностях, периодически покрываемых жидкостью: плохо вычищаемых душевых поддонах, сточных трубах, катетерах.
«Особенно интересно бактериальное поведение на таких структурах, — сказал Цеттл. – Именно на поверхностях бактерии часто мигрируют против течения. Их не смывает поток».
В проекте участвовали сотрудники Стэнфордского, Оксфордского университетов и Высшей школы промышленной физики и химии Парижа (ESPCI).
Цеттл использовал математические методы. Он рассчитал, как бактерии выстраиваются и поворачиваются в потоке жидкости, как он влияет на движение их жгутиков.
«Это привело к значимым результатам. Обнаружились движения, зависящие от мощности потока», — сказал специалист.
В медленной среде бактерии вращаются по кругу. В определенной точке они начинают двигаться против течения. В мощном потоке они вращаются вперед-назад на поверхности или делятся на 2 группы, направляющиеся в разные стороны. Одна математическая формула смогла объяснить все типы движения.
Одновременно в Париже разработали новый технологический метод измерения перемещения отдельных бактерий. Он подтвердил теоретические результаты.
«Даже движение нитей ДНК в клеточной плазме можно описать этой теорией», — сказал Цеттл.
Команда надеется, что выводы помогут найти способы обездвижить бактерии.
«В будущем могут появиться катетеры со специальными геометрическими поверхностными структурами, предотвращающие миграцию патогенов против течения», — выразил надежду Цеттл.
