Новые данные о системе Min в Bacillus subtilis: не позиционирование, а остановка деления

Исследователи из Кильского университета под руководством профессора Марка Брамкампа изучили роль системы Min в делении клеток бактерии Bacillus subtilis. Используя современные методы микроскопии и математическое моделирование, они обнаружили, что в этом организме система Min выполняет функцию, отличную от известной для Escherichia coli.

Иная динамика белков системы Min

В E. coli белки системы Min осциллируют между полюсами клетки, создавая минимальную концентрацию в центре, где и формируется перегородка (септа). В B. subtilis такой осцилляции обнаружено не было.

• Эксперименты с флуоресцентной меткой показали, что белки Min в B. subtilis перемещаются от полюсов клетки к центру уже после начала формирования септы.
• Метод фотообесцвечивания (bleaching) позволил измерить скорость этого перемещения и получить количественные данные для построения математической модели.
• Теоретическое моделирование, проведенное совместно с группой профессора Эрвина Фрея из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, подтвердило наблюдаемые закономерности движения белков.

Высокое разрешение для живых клеток

Ключевую роль в исследовании сыграла микроскопия локализации одиночных молекул (single-molecule localization microscopy), недавно ставшая доступной в Кильском университете. Эта технология позволяет:

• Локализовать отдельные молекулы (например, белки Min) в живых клетках с нанометровым разрешением.
• Отслеживать их динамику во времени.
• Обнаружить кластеризацию (объединение в кластеры) белков системы Min в B. subtilis.

Новая предполагаемая функция

Основной вывод исследования: в B. subtilis система Min не определяет место деления, а, вероятно, блокирует аппарат деления после его успешного завершения, не давая ему работать дальше.

Это эволюционное приспособление может быть связано со стратегией выживания B. subtilis, которая включает образование устойчивых спор. Для споруляции клетка должна делиться вблизи полюса — в месте, где деление в норме не должно происходить. Модификация функции системы Min, по-видимому, позволяет это осуществить.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале mBio.