Всех сильнее гонорея

Самое могучее создание на Земле вовсе не слон и не кит. И даже не муравей. Если считать по отношению веса организма к силе, которую он способен прикладывать, рекордсменами окажутся бактерии. Если бы на каждый грамм человеческого веса приходилось по столько же силы, сколько на грамм веса бактерии Neisseria gonorhoeae, вызывающей гонорею, каждый из нас смог бы легко и непринуждённо жонглировать целыми многоэтажным домами, ну или хотя бы хрущёвскими пятиэтажками весом в несколько тысяч тонн.

Такую силу бактериям дают фимбрии – тонкие нити, которые могут быть в несколько раз длиннее самой бактерия и имеются у многих доядерных микроорганизмов. Свободно живущие микробы используют их для передвижения и захвата питательных веществ, а паразиты – для проникновения внутрь хозяйских клеток и нарушения естественного хода внутриклеточных процессов – то есть, грубо говоря, тоже для питания. Есть у бактерий и специальные половые фимбрии, с помощью которых организмы осуществляют обмен генетическим материалом.

Учёные научились измерять силу этих «щупалец», заселяя бактериями предметные стёкла микроскопов, на которых до этого были выращены крохотные эластичные волоски из пластика. Получается что-то вроде пружинного динамометра: наблюдая за величиной отклонения волосков при захвате их бактериальными фимбриями, можно измерить силу бактерии. Оказывается, каждая фимбрия способна прикладывать силу величиной от нескольких десятков до сотни пиконьютонов, что эквивалентно весу от нескольких до десятка нанограммов. Это в 10 000 рез больше, чем вес самой бактерии.

Однако, как заметили микробиологи из американских Колумбийского и Аризонского университетов и Седьмого университета Парижа, Neisseria gonorhoeae иногда каким-то образом умудряются прикладывать силу в десятки раз больше, чем остальные бактерии, – до одного наноньютона. Это грандиозное значение, в 100 000 раз превосходящее вес бактерии. Если бы она была способна использовать эту силу исключительно для ускорения, то для разгона до второй космической скорости понадобилась бы лишь одна сотая секунды, а на разгон с места до 100 км/час – всего 30 микросекунд.

Учёные предположили, что секрет такой силы – совместная работа нескольких «щупалец». Наблюдения показали, что это действительно так: отдельные фимбрии одной конкретной разновидности (фимбрии типа IV) способны объединяться в целые жгуты, до десятка нитей в каждом. Работа учёных опубликована в последнем номере PLoS Biology, её сопровождают несколько видеофрагментов, показывающих взаимодействие крохотных эластичных волосков с бактериями (ролики: 1, 2, 3, 4).

«Это один из самых сильных наномоторов, известных в биологии», – говорит Магдалина Со из Аризонского университета.

По мнению Со, данный механизм очень важен для понимания механизма заражения человеческих клеток не только гонореей, но и другими инфекциями – например, туберкулёзом. Именно таким образом работает и сама гонорейная бактерия: прикладывая силу к поверхности клеток, она нарушает естественный обмен веществ в клетке и «обманывает» её защитную систему, делая проще процесс проникновения своих собратьев внутрь и из клетки.

Мертворожденная планета

Пульсары
(англ. pulsars, сокращенно от Pulsating Sources of Radioemission – пульсирующие источники радиоизлучения), слабые источники космического излучения, всплески которого следуют друг за другом с очень медленно изменяющимся периодом. Первый пульсар был открыт в 1967 году в Великобритании. Наиболее вероятное объяснение пульсарам дает теория вращающегося «маяка», согласно которой пульсар представляет собой вращающуюся звезду, излучающую узкий пучок радиоволн. Единственные возможные кандидаты на роли таких звезд – это нейтронные (выгоревшие) звезды

Космический телескоп «Спитцер» обнаружил планетный диск у пульсара – погибшей звезды, сообщает сайт телескопа. Неожиданное открытие означает, что процесс рождения планет намного более распространен во Вселенной, чем считали до сих пор. И может происходить не только во время рождения звезды, но и после ее смерти.

Спитцеровский телескоп изучил окрестности пульсара и обнаружил диск из остатков звездного вещества, выброшенного во время вспышки сверхновой. Диск находится на расстоянии около 2 млн км от нейтронной звезды и содержит около 10 масс Земли. Как полагают ученые, из остатков когда-то огромной звезды в будущем возникнут планеты.

«Мы поражены, что процесс формирования планет настолько универсален», – сказал руководитель исследований доктор Дипто Чакроборти из Кембриджского технологического института (штат Массачусетс, США).

Открытие группы Чакроборти разрешает загадку, возникшую в 1992 году при открытии самых первых экзопланет в истории астрономии. С тех пор их нашли довольно много (только в этом году доктор Александр Вольцзан из Пенсильванского университета открыл три планеты размером около двух диаметров Земли около пульсара PSR B1257+12).
Однако объяснить, как они выжили после взрыва сверхновой, до сих пор не могли. И только теперь стало ясно, что планеты не выживают во время гигантской катастрофы, а образуются после нее из выброшенных в космос остатков звезды.

Нейтронная звезда –
остаток грандиозной космической катастрофы, вспышки сверхновой звезды. На возможность существования таких звезд впервые указал Лев Ландау сразу же после открытия нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году...

Планеты, сформированные вокруг нейтронной звезды, должны сильно отличаться от планет Солнечной системы. Они находятся в зоне сильнейшей радиации. «Эти планеты – одно из наименее гостеприимных мест в галактике для формирования жизни», – сказал доктор Чарлз Бейчман, астроном из Лаборатории реактивного движения NASA и Калифорнийского технологического института (оба учреждения находятся в Пасадене, Калифорния).

Пульсар, наблюдаемый «Спитцером», носит название 4U 0142+61 и находится в 13 тыс. световых лет от нас в созвездии Кассиопеи. Это рентгеновский пульсар и излучает не только в радио-, но и в рентгеновском диапазоне. Звезда, которой он когда-то был, имела массу от 10 до 20 солнечных и просуществовала около 10 млн лет, после чего вспыхнула сверхновой и образовала нейтронную звезду. Катастрофа случилась около 100 тыс. лет назад.