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一场拔河比赛解释了一个数十年之久的问题：细菌如何游泳
研究人员揭示了细菌鞭毛方向改变的新机制，挑战了先前的理论并强调了蛋白质之间的能量相互作用。
来源:Scientific Inquirer科学家们发现了关于游动细菌如何改变方向的新解释，为生物学中研究最深入的分子机器之一提供了新的见解。
细菌使用称为鞭毛的螺旋桨状尾巴在液体中移动，鞭毛在顺时针和逆时针旋转之间交替。几十年来，这种转换行为被归因于平衡的“多米诺骨牌效应”模型，其中细菌尾部的蛋白质对其邻居施加压力，促使旋转方向发生变化。
Flatiron Institute 的 Henry Mattingly 和 Yuhai Tu 的自然物理学新研究提出了一种不同的机制，通过对鞭毛马达分子结构的实验测量以及对鞭毛如何切换旋转的分析来提供信息。这种转变不是依赖于邻近蛋白质的被动压力，而是由远处蛋白质之间的主动拉锯战驱动。
“自 20 世纪 50 年代以来，人们就知道这种转换行为，但现在用这种简单的分子水平机制来解释它是非常令人兴奋的，”Flatiron 研究所计算生物学中心 (CCB) 和计算神经科学中心 (CCN) 的高级研究科学家 Tu 说。
多米诺骨牌效应的问题
鞭毛马达是一种经过长期研究的结构，正如 Tu 所说，它是自然界最美丽的分子机器之一。它由 34 种蛋白质组成，排列在一个大的中心环中，由称为定子的较小结构提供动力，定子是允许带电原子流入并驱动旋转的通道。
环蛋白控制尾部顺时针还是逆时针旋转，具体取决于它们从称为 CheY-P 的分子接收到的信号。如果 CheY-P 与其中一种蛋白质结合，它会影响蛋白质的构象，从而促进一个方向或另一个方向的旋转。