拜罗伊特大学 超分辨率荧光显微镜(3D-SIM)和细胞形状的明场图像(白边显微照片):在细胞中，CcfM形成丝状结构(左)
CcfM的过量生产导致细胞曲率的强烈增加(右)
信用:丹尼尔·普费弗
所有生物的活细胞都包含一个细胞骨架，它能稳定细胞的内部结构和外部形状
这也适用于趋磁细菌
它们产生磁性纳米粒子，这些纳米粒子连接成细胞内链，使它们能够适应地球磁场
拜罗伊特大学的微生物学家现在已经在这些细菌的细胞骨架中发现了一种蛋白质，这种蛋白质在这些结构过程中起着核心作用
蛋白质CcfM影响细胞“指南针”的形成和细菌的螺旋形状
研究人员在《PNAS》杂志上发表了他们的发现
磁螺菌属的趋磁细菌是单细胞生物，主要生活在浅水淡水生境底部的淤泥中
细胞内的纳米粒子，即磁小体，赋予这些细菌一种不寻常的能力，使它们能够在地球磁场中导航和定向运动
像所有活细胞一样，它们的细胞骨架由一个复杂的蛋白质细丝网络组成
这种细胞网络是如何对细菌的特征曲率做出贡献的，以及是否与控制磁小体链的形成和定位的结构有联系，这在以前是未知的
然而，拜罗伊特微生物学主席的一个研究小组与普朗克生物化学研究所和基尔大学的研究人员合作发现的蛋白质CcfM，现在为理解这些过程提供了一把钥匙
蛋白质锚定在细菌的细胞膜中，一方面参与维持细胞体螺旋形状的过程，这对于其他具有相似形状的非趋磁细菌也很重要
然而，另一方面，它也影响只发生在趋磁细菌中的细胞机制，特别是内部“罗盘指针”的形成
" 因此，CcfM可能有益于细菌在其自然栖息地的导航能力
“我们已经发现了证据，表明CcfM蛋白的这些多重功能可以增强细菌在水体淤泥沉积物中生存的能力，从而赋予它们进化上的优势，”Dr
丹尼尔·普费弗，该研究的第一作者和相应作者，也是微生物研究小组的副研究员
拜罗伊特的研究人员通过产生趋磁细菌来追踪趋磁细菌的中枢控制功能，这些趋磁细菌要么不含趋磁细菌，要么产生过多的趋磁细菌蛋白
如果蛋白质缺失，细菌的弯曲度会减小，细胞分裂会被破坏，形成的不是一条长长的磁小体链，而是更短的链
然而，在基因生产过剩的情况下，细胞体的曲率急剧增加
此外，磁小体链在细胞体的错误位置形成，在某些情况下甚至断裂
在这些新发现的基础上，该研究的作者希望进一步加强他们对趋磁细菌以及其他非磁性细菌的相关细胞过程的研究
对趋磁细菌中细胞形态控制的全面理解也将对构建磁可控“纳米机器人”感兴趣，该纳米机器人可用于未来的技术或医学应用
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