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每秒2400转!我国科学家发现细菌鞭毛马达及其结构,组件多如机器

  大多数人对细菌的世界都很不熟悉,因为它们都无法被人眼直接看到,但实际上在生物世界中,细菌域占据了相当大的一类,而且现实中几乎无处不在。其实很多细菌都有着十分神奇的能力,比如近日科学家们新发现在细菌的鞭毛上居然有着一个类似飞机发动机的马达,其转速非常快,每秒高达上千转,神奇不神奇?
  据《科技日报》4月21日报道,我国浙江大学生命科学研究院朱永群教授团队与医学院的张兴教授团队合作,首次系统地揭示了沙门氏菌鞭毛马达的组装和扭矩传输机制,解码了这种细菌的运动机理。
  有70%的细菌有鞭毛这种器官,这些细菌也主要靠鞭毛的摆动来活动,先前科学家们没有认真研究鞭毛这种器官的结构,认为它纯粹是靠摆动来活动的,但是朱永群和张兴教授的团队通过高倍率电子显微镜发现鞭毛是由细菌膜上的马达、胞外的接头装置和鞭毛丝组成的。其中的鞭毛马达特别神奇,它看上去就像是战斗机类飞机上的涡扇发动机,但并不是向外喷出东西,而是能够旋转,而且速度非常快,每秒钟就可旋转300—2400圈,这速度比我们平时使用的打孔机等大多数的能旋转的机器的转速都快。
  生活中离不开汽车等带轮子的交通工具,轴承和转轮几乎是我们人类社会不可或缺的机械,在动植物界,没有一种生物进化出了具有轴承机械原理的可以旋转的器官,没想到在细菌界中,大部分的细菌都有这种结构,这真的是一个让人十分吃惊的发现。
  此前,科学家们对细菌鞭毛马达的详细结构,组件情况,运作机制等并不清晰,也不知道鞭毛马达的工作原理(如何实现高效扭矩传输进而驱动鞭毛丝高速运转),上述的我国科学家通过详细的针对性的研究,解开了这些谜团——在进行这项研究时,研究者们设计出了十分温和的鞭毛马达纯化步骤,获得了完整而稳定的鞭毛马达与接头装置复合物样品,然后应用浙江大学的300千伏冷冻电镜平台,终于清晰观测到了鞭毛马达的不同组件。
  就如同驱动一辆车所需要的桩子一样,小小的鞭毛马达拥有的组建,包括了包括联动杆、外膜环、周质环、内膜环、分泌装置以及接头装置等,这一套套的组件就完美地配置在只有26纳米的鞭毛马达上,制造了一个如同飞机发动机的结构,所以称其为"马达"也是非常合适的,该"马达"由175个蛋白质亚基组成,分子质量约为6.3MDA(极小的分子量单位),虽然小但是结构很复杂。
  而通过观察细菌及细菌鞭毛的运动也能发现,细菌的鞭毛也是通过鞭毛马达旋转产生动力,再通过扭矩传输给接头装置,进而带动鞭毛丝运动,这样整条鞭毛就会如螺旋桨般推动细菌向前运动,相比较而言,它的速度也相当快,1秒钟就可以跑出相当于自身长度数十倍的距离,如果我们人类有这样的速度,那么百米赛只需要一秒钟就能跑完,可见细菌的鞭毛马达动力是非常强劲的。
  这样看来,一个细菌也可以说就是一台机器,只是它小到了纳米的级别层次上,具体来说它就是一种超分子蛋白质机器,而鞭毛马达就是它运动时动力来源的发动机。那么鞭毛马达是如何启动和运动的呢?什么力量或者说能量激发了鞭毛马达的高数旋转呢?研究团队通过观测和分析发现其上含有质子泵,可以通过转运氢离子带动质子泵的转动,相当于将化学能转变为成了机械能,这样一来就可以将扭矩传给鞭毛马达的内膜环,促成内膜环的转动起来,研究团队主导者之一的张兴还称:"(鞭毛马达)内部各个结构元件之间的相互配合十分精妙,可使鞭毛马达将质子泵获取的机械能迅速传给鞭毛丝促其高速转动。这是不是十分巧妙?
  这项研究的相关论文日前发表于国际顶级期刊《细胞》上,文章揭示了微观世界中细菌运动的部分原理,从原子的层面揭示了鞭毛马达的结构和工作原理,为细胞学研究指出了新方向,也为生命科学和生物进化论。提供了新的证据和课题,并为今后抗生素的设计提供了新的思路。
  参考资料:
  《科技日报》4月21日文章《新发现!让细菌高速运动的"马达"结构被成功解析》

马伊琍走机场太随意,碎花裙配小白鞋打扮像大妈,网友真认不出近日马伊琍机场穿搭曝光后,宽松的碎花长裙搭配了一双小白鞋,一点明星架子也没有,很接地气,网友看了直呼说打扮像大妈。那么究竟是怎样的装扮看起来会让原本不到四十岁的马伊琍看起来像大妈呢杨幂带火了打结穿法,时髦显瘦,搭配高腰裤特显腿长夏天就是各种T恤横行霸道街头的时候,T恤真的又舒适又百搭,无论怎样穿都能穿出时尚感,适合懒人也适合衣品不好的人。在娱乐圈里,杨幂的私服功底一直是让人佩服的,她不管是搭配还是选择单品王子文太会穿了,一身红色连体裤A翻全场,158穿出了170的气场用服装打造气场,真的很难吗?每一套造型都有着自己独特的要点,从最简单的一款单品,到充满细节感的造型组合,真正需要庆祝的是你对于审美的思考和积累。通过服装打造独属于自身的气场感,你需杨钰莹真够自信,走机场大玩下衣失踪,奶奶年纪还穿的像少女被称为一代玉女的杨钰莹想必大家都非常熟悉了吧,不仅长相甜美,连声音也甜美的她还一直被网友称之为甜美歌后。虽然她已经年过半百,已经是奔五的女人,但在她身上却感觉不到岁月的痕迹,简直就刘敏涛老是老了点,穿西装搭烟管裤简约气质,这才是45岁真实模样随着时间的流逝,岁月在女性身上会留下痕迹,当然历经岁月沉淀的女性,整体气质上也会越来越具成熟优雅的韵味。提到娱乐圈中的成熟女性,小编马上就想到了刘敏涛。刘敏涛绝对是经典的成熟女性的被杨幂新造型惊艳了,穿透视纱裙化身黑天鹅,性感又贵气85花到现在为止仍旧是娱乐圈话题度最高的一批女星,而杨幂作为85花之首,已经坐稳了十余年的流量榜首了,关键是出道到现在状态越来越好。她最新的黑天鹅造型真是美到我心坎了。一字肩的黑色赵薇吃胖了有种贵气感,穿紫色披肩裙走红毯,气质依然惊艳瘦是现在大部分女性对身材的基本要求,但是不是所有的人都能拥有纤瘦的身材,微胖女生一样可以变漂亮,像赵薇虽然身材已经发福了,但是穿衣莫名的透露出贵气感。赵薇现身活动,一身浅紫色的连衣关晓彤最新写真曝光,身穿黑色抹胸裙大秀直角肩,女人味十足关晓彤的造型一直被许多主流媒体所不看好,因此,这几次的写真集中她的团队做了很大的改变,身穿黑色抹胸裙成熟感满满,性感的显露出优美的直角肩,紧身裙的款式很好的展现出凹凸有致的身形,蹲鞠婧祎虽然作但美!一袭花瓣抹胸裙秀香肩,捧脸微笑甜过初恋娱乐圈中走黑红路线的明星不少,但是真正能成功的却不多,不过鞠婧祎就能算其中一个,鞠婧祎有着许多的标签,比如四千年美女小作精等,抛开这些标签,我们单看鞠婧祎的长相确实是非常甜美纯欲的倪妮的骨感身材真高级,吊带裙配金腰带贵气逼人,气场太强大倪妮一出道就备受瞩目,金陵十三钗中绝美的乱世女郎,她的旗袍造型至今让我印象深刻,张艺谋眼光确实好,倪妮的气质也是娱乐圈独一份的。而且后续她不管是日常穿搭还是出席活动,造型都超高级,被关晓彤魔女造型惊艳了!蓬蓬裙配挑染灰发,真正的在逃公主作为国民闺女的关晓彤,在大家的心目中一直是以演技好童星的形象出现在大家的视野当中,深受大家的喜爱,也一直以清纯淡雅的感觉示人,但这次的红毯活动中,却以一袭黑色高定蓬蓬裙配挑染灰发造
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