Дерево на острове из соли у побережья Мертвого моря
Исследователи раскрыли необычную адаптацию архей Haloarcula marismortui, обитающих в экстремально соленых водах Мертвого моря. Оказалось, что их орган движения — археллум, выполняющий функцию своеобразного пропеллера, — снабжен дополнительной белковой оболочкой, которая повышает его жесткость и помогает эффективно передвигаться в вязкой среде.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
С помощью криоэлектронной микроскопии ученые обнаружили сразу два типа археллумов, построенных из разных белков — ArlA2 и ArlB. Оба варианта имеют внешнюю оболочку, однако ее архитектура существенно различается. Особенно выделился вариант на основе белка ArlB: его внешние домены разворачиваются на 180 градусов и образуют устойчивые димеры, что делает структуру значительно более жесткой.
Полная клетка H. marismortui. Длинные трубчатые отростки, видимые на снимке, представляют собой архейные нити, которые отходят от основного тела клетки. Шкала (1 мкм) показывает размер ячейки. Автор: Пятибратов и дрДва режима для разных условий
Анализ показал, что археллум ArlB обладает более выраженной отрицательно заряженной поверхностью. По мнению авторов работы, это помогает микроорганизму лучше адаптироваться к среде с особенно высокой концентрацией соли. В то же время археллум ArlA2 остается более гибким и, вероятно, эффективнее работает в менее экстремальных условиях.
Ранее уже было известно, что белки ArlA2 и ArlB играют роль так называемых экопаралогов — схожих молекул, которые позволяют одному и тому же организму приспосабливаться к разным параметрам окружающей среды. Новое исследование впервые показало структурные механизмы такой адаптации.
Используя крио-ЭМ, команда исследователей охарактеризовала два разных типа филаментов (состоящих из белков, известных как ArlA2 и ARLBB), которые кодируются разными генами. На изображении ниже показан филамент ArlB, мономер которого разделен на три домена, изображенные справа. Домен D2 образует внешнюю оболочку (внешнее кольцо, видимое на центральном изображении), при этом он сильно взаимодействует с соседними мономерами, создавая более жесткую структуру, идеально подходящую для передвижения по вязким водам с высокой концентрацией соли. Автор: Мещеряков и др., Nature Comms, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-72670-8. CC-BY-ND-4.0.Особый интерес ученых вызвал тот факт, что подобная наружная оболочка никогда ранее не наблюдалась у архей. Это может быть примером конвергентной эволюции — ситуации, когда разные группы организмов независимо приходят к схожим инженерным решениям.
О жителях Мертвого моря
Археи не относятся ни к бактериям, ни к эукариотам и образуют отдельный домен жизни. Многие из них способны существовать в условиях, смертельных для большинства организмов.
Археллум внешне напоминает бактериальный жгутик, однако по происхождению и механизму сборки ближе к так называемым пили — нитевидным структурам на поверхности клеток.
В 2016 году ученые впервые напрямую наблюдали вращение археллума у солелюбивых архей и показали, что он работает как настоящий молекулярный мотор.
Человек с газетой лежит на поверхности воды в Мертвом мореВода Мертвого моря содержит соли примерно в десять раз больше, чем средняя морская вода, что резко повышает ее плотность и вязкость. Именно поэтому микроорганизмам приходится искать специальные способы передвижения.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
