Обычная бактерия создала невозможную структуру, переписывающую законы природы
В удивительном научном прорыве исследователи из Института наземной микробиологии Макса Планка в Марбурге обнаружили первую известную молекулярную фрактальную структуру, сформированную бактерией. Эта структура, образованная ферментом цитратсинтазой в цианобактерии Synechococcus elongatus, представляет собой треугольник Серпинского, математический паттерн, который повторяется на уменьшающихся масштабах. Фрактальные паттерны широко распространены в природе, но до сих пор не были идентифицированы на таком малом масштабе.
Это открытие изменяет наше понимание структурного многообразия в микробиологии и молекулярной биологии,заявил Георг Хохберг, руководитель исследовательской группы.
Используя электронный микроскоп, ученые обнаружили, что мономеры фермента могут самоорганизовываться в сложную структуру, начиная с шести мономеров, формирующих треугольник, который затем может объединяться с другими, формируя все большие и сложные треугольные структуры, напоминающие известный треугольник Серпинского. Исследователи также проследили эволюционную историю этой необычной структуры, обнаружив, что она возникла внезапно и сохранилась только в одной линии цианобактерий, что делает открытие еще более уникальным. «Наши шансы найти такую структуру были практически нулевыми», - отметил Хохберг.
Несмотря на то, что ученые пока не смогли определить конкретное эволюционное преимущество этой фрактальной формы для бактерии, они предполагают, что в природе может существовать гораздо больше подобных феноменов, о существовании которых человечество еще не догадывается.
Фракталы просты алгоритмически и могут существовать в более широком диапазоне белковых комплексов,сказал Ард Луи, профессор Оксфордского университета.
Новое исследование открывает перспективы для создания наноразмерных контейнеров и капсул на основе фрактальных структур, которые могли бы быть использованы в медицинских и технологических приложениях для инкапсуляции и высвобождения лекарств и других важных молекул.
