Компас внутри живой клетки обнаружен биологами из немецких Институтов Макса Планка. - Гранит науки - 2005-11-27

Они выделили гены, ответственные за ориентацию бактерий сообразно магнитному полю Земли.

Структуры, свидетельствующие о том, что клетки выстраиваются по магнитному полю, называются магнитосомы, и они организованы в стабильные цепочки, несмотря на то, что по законам физики должны вести себя иначе. Как это происходит – до сих пор было непонятно. Исследователи из Института Морской Биологии (Marine Biology) в Бремене и Института Биохимии (Institute of Biochemistry) в Мартинсриде нашли белки, образующие магнитосомную цепь. Они показали, что эти полимерные молекулы выстраивают магнитосомы вдоль неизвестной прежде структуры клеточного, т.е. цито-скелета. Бактерии, проявляющие так называемый магнитотаксис, широко распространены среди обитателей морей и океанов. Благодаря магнитосомам они ориентируются, перемещаясь по толще воды в поисках оптимальных для себя условий. А состоят магнитосомы из микроскопических, длиной в 50 нанометров кристаллов железосодержащего минерала магнетита (Fe304). Один из авторов публикации о генах магнитосом в последнем Nature, доктор Дирк Шелер (Dirk Schoeller) из Института Морской Биологии изучал образование магнитосом у подчиняющейся магнитотаксису бактерии Magnetospirillum gryphiswaldense, найденной на мелководье в заливе Грайфсвальд на северо-востоке Германии. Ранее ими был выявлен фрагмент ДНК, который, по-видимому, содержал всю генетическую информацию, необходимую для образования и организации магнитосом. Этот кусок бактериального генома, называемый магнитосомным островом, содержал от 25 до 30 различных генов, роль которых была неясна.

Приступив к детальному исследованию магнитосомного острова, ученые столкнулись с геном, продукт которого входит в состав мембраны, окружающей каждый магнитосомный кристалл. Отличительной особенностью этого белка было необычайно большое количество повторяющихся друг за другом аминокислот. Этот белок имел отдаленное сходство с белками, контролирующими кристаллизацию в костях, зубах и раковинах моллюсков. А потому возникло предположение о его причастности к образованию кристаллов магнетита. Поскольку выращивать такую специфическую бактерию, коей является Magnetospirillum gryphiswaldense в лаборатории трудно, ученые для выяснения роли избранного ими белка сделали мутантный вариант микроорганизма, лишенный контролирующего изучаемую молекулу гена. В мутантах по-прежнему образовывались магнитосомы, но они как будто перестали быть сенсорами магнитного поля - клетки таких бактерий утратили свой магнитный ориентир, а электронная микроскопия показала отсутствие цепочек магнитосом. Выявленная генетическая регуляция образования в бактериях наномагнитных линеек наводит ученых на мысль о том, что подобным образом ориентируются на магнитное поле и высшие организмы, например, мигрирующие лососи или домашние голуби, у которых в определенных тканях клюва тоже есть цепочки магнитных кристаллов.