低溫電子斷層掃描技術所拍攝到的微觀圖像。圖A顯示細胞的截面，白色箭頭指向細菌鞭毛的根部。圖B和C顯示鞭毛馬達部分的局部放大圖像。
弧菌是一種在沿海水域常見的細菌，能引起人體腸胃道和軟組織嚴重感染。科學家發現，這種細菌通過稱為鞭毛的馬達，在順時針和逆時針旋轉方向的切換，以控制自身的運動，從而入侵宿主。
一份由日本名古屋大學（Nagoya University）和美國耶魯大學合作的研究，想了解弧菌的鞭毛，如何實現在兩個相反的旋轉方向上發生轉換。
弧菌在微觀下是棒狀，感染力很強，嚴重的可導致人體失血性休克和多個器官衰竭。
這份研究近期發表在《eLife》期刊上的研究，利用近年來的流行的低溫電子斷層掃描技術，拍攝到迄今為止解像度最高的一組細菌鞭毛馬達的照片，讓研究人員看到了它們的結構。
名古屋大學的超分子生物學家本町道夫（Michio Homma）說：「隨着水溫的升高，弧菌的感染力增強。它們有一套以鞭毛驅動的複雜系統用於侵入宿主。我們想通過直觀的觀察，了解它們的馬達怎樣實現順時針和逆時針之間的轉換，以了解它們的活動能力。」
研究人員使用兩種變異弧菌的冷凍樣品。這兩種變異孤軍的鞭毛分別只能順時針轉或是逆時針轉。研究人員將它們傾斜不同的角度拍下二維照片，之後組合在一起還原出它們的三維結構。
通過對比向不同方向轉動的馬達的細節，研究人員分析觸發馬達改變旋轉方向的原因，發現兩種不同蛋白之間的互動，形成離子流從而造成扭矩，導致馬達改變轉動的方向。
本町道夫說：「低溫電子斷層掃描技術發展迅速，才有可能以高解像度揭示馬達的結構。這份研究拍攝的照片是有史以來弧菌鞭毛馬達解像度最高的照片之一。這份和將來的研究，將進一步幫助我們了解鞭毛的構成和功能。」◇
