单细胞古菌如何确定游泳的方向

Tessa Quax博士已经确定了古细菌用于确定游泳方向的中心蛋白质的结构。古细菌是没有细胞核的单细胞生命形式。她还研究了从古生物环境到其运动结构的信号传递中涉及哪些分子机制。Quax是弗莱堡大学生物学研究所第二研究所Sonja-Verena Albers博士实验室的研究员，她在科学期刊“国家科学院院刊”上发表了她的研究成果。

古细菌代表生命的三个领域之一，以及细菌和真核生物，后者是具有细胞核和细胞器的生物。古菌是真核生物的直接祖先，但在结构和组织上与细菌相似。因此，它们代表了进化论中非常重要的一环。古菌可以适应极端的生活条件，如热硫磺泉或极其咸的湖泊，它们也可以在海洋和肠道中找到。

微生物依赖于能够积极地活动：如果他们的生活条件恶化，他们就能够移动到更有利的地方。与细菌一样，古细菌能够感知环境刺激并通过定向运动(称为趋化性)做出反应。为此，在进化过程中，他们开发出了一种与细菌和真核生物不同的独特运动结构。Quax正在研究外部刺激如何通过趋化系统转移到运动结构中。

负责细菌运动的细胞器，鞭毛，已经详细研究了30多年。鞭毛由多达50种蛋白质组成，它们按照预定的顺序组装。结果是蛋白质螺纹的鞭状结构(因此它的拉丁名称)，其功能类似于螺旋桨。固定在细胞壁上并在其尖端配备“发动机”，它可以旋转，这就是细菌游动的方式。直到最近，人们认为古菌也使用鞭毛移动。然而，Albers实验室的团队证明，细菌和古细菌的运动细胞器存在显着的结构差异，并且古细菌的细胞器应更名为“archaellum”。

Tessa Quax和她的合作者也证明了古细菌中的趋化性蛋白质与古菌的运动结构完全吻合。这意味着这种蛋白质的结构组成在古细菌和细菌之间是不同的，尽管它在两者中都具有相同的功能。这也与细菌和古细菌具有不同运动结构的观察相对应。这项研究提供了这样的洞察，为什么古能够成功拓殖新的栖息地。