Крылышки насекомых рвут бактерии на части

Наноколонны располагаются на поверхности крыла в виде структуры, состоящей из шестиугольных сот (фото с сайта softmat.net).

http://softmat.net/wp-content/uploads/2012/05/CicadaKill.png Разрыв клеточных стенок бактерии Pseudomonas aeruginosa (фото с сайта softmat.net).

Биофизики из Австралии изучали структуру крылышек цикад вида Psaltoda claripennis под микроскопом и обнаружили интересную особенность. Оказывается, они могут уничтожать бактерии без каких-либо химических веществ.

Крылышки этих достаточно крупных цикад снабжены особыми "антибактериальными" наноколоннами, которые попросту разрывают мембраны клеток болезнетворных микроорганизмов, если те попадают на поверхность.

В статье, появившейся в издании Biophysical Journal, исследователи утверждают, что это чуть ли не единственная природная поверхность, способная на подобное действие.

В своей публикации учёные также описывают процессы, происходящие в тот момент, когда бактерия оказывается на поверхности крыла. Внешняя оболочка клетки микроорганизма прилипает к колоннам наноразмера и растягивается в расщелинах между ними. Если она достаточно эластична, то она начинает испытывать напряжение и в конце концов разрывается, высвобождая содержимое клетки.

Исследование проводилось под руководством нашей бывшей соотечественницы профессора Елены Ивановой (Elena Ivanova), которая работает в Технологическом университете Суинбёрна. Биофизик утверждает, что команда была удивлена, обнаружив, что наноколонны не протыкают мембрану. Имеет место другой физический процесс: как если бы мы растягивали латексную перчатку, она становилась всё тоньше и тоньше в центре, а затем рвалась.

Чтобы проверить свои умозаключения, команда профессора Ивановой воздействовала на бактерии микроволнами. Это позволило получить бактерии с мембранами разной жёсткости. Учёные предположили, что микроорганизмы с более жёсткими стенками, будут реже "лопаться". Эксперимент подтвердил их выводы и показал, что у открытой природной защиты есть свои ограничения: крылышки спасают цикад только от микроорганизмов с достаточно мягкими растягивающимися мембранами.

Нынешнее исследование сулит человеку покрытия, которые будут убивать микробы без использования дезинфицирующих средств, которые подчас вредят окружающей среде. Такими структурами можно будет покрывать поверхности в местах скопления патогенов, например, поручни в общественном транспорте. Однако до их создания и внедрения человеком пройдёт немало времени и будет проведено ни одно дополнительное испытание.