Одноклеточный организм может мгновенно выбросить тонкую «шею», которая в 30 раз длиннее тела. Исследование опубликовано в журнале Science.
Биологи из Стэндфордского университета наблюдали первый образец клеточного оригами у одноклеточного микроорганизма Lacrymaria olor. Во время охоты эта каплеобразная клетка может выбросить вперед тонкую «шею», длина которой в 30 раз больше тела. Исследователи полагают, что необычная способность связана с клеточной геометрией, напоминающей оригами.
Ученые наблюдали клетку, движущуюся внутри маленькой капли воды из пруда. Внезапно из нижнего конца клетки появилась длинная и тонкая структура, похожая на шею. За считанные секунды клетка размером всего 40 мкн формировала структуру длиной более 1500 мкн. Спустя некоторое время «шея» также стремительно втягивалась внутрь клетки, не оставляя никаких следов.
Первый пример «живого оригами»
Исследователи полагают, что эти микроорганизмы используют свои отростки, чтобы внезапно атаковать добычу. Ученые использовали живую визуализацию, конфокальную и трансмиссионную электронную микроскопию для анализа процесса разгибания «шеи». Анализ выявил многослойный кортикальный цитоскелет и архитектуру мембран, которые позволяют Lacrymaria быстро менять форму.
Цитоскелет состоит примерно из 15 спиральных микротрубочек, которые обвивают клеточную мембрану. Эти тонкие микротрубочки напоминают ребра и окружены нежной полупрозрачной мембраной. Эта мембрана создает пики и впадины, похожие на складки в традиционном оригами.
Lacrymaria olor в разных состояниях. Изображение: Prakash Lab, Stanford
Эти микротрубочки скручиваются и разматываются, что приводит к распрямлению «шеи». Затем мембрана складывается как меха баяна аккуратными, четко выраженными складками и отросток исчезает. Принцип работы клетки напоминает «оригами с изогнутыми складками». Самое удивительное, что за жизнь клетки она выбрасывает и втягивает «шею» около 50 000 раз без ошибок: математически невозможно, чтобы эта структура развернулась каким-либо другим способом.
Исследователи полагают, что необычайную способность микроорганизмов можно использовать для изучения и создания аналогов, например, в робототехнике, создании космических телескопов и микроскопических хирургических устройств.
