Bild av motorn av Prash Singh.

• Forskare har nu kartlagt alla delar av den flagellmotor som bakterier använder för att simma, efter drygt 50 års forskning.
• Motorn snurrar flera hundra varv per sekund och drivs av protoner som strömmar in i cellen med över 2 000 per sekund.
• De sista pusselbitarna föll på plats i mars 2026, med studier som bekräftar hur motorn byter riktning.

50 år av forskning på en molekylär motor

Flagellmotorn är en elektrisk motor som encelliga bakterier använder för att röra sig mot näring. Den snurrar ett svansliknande flagellum som driver cellen framåt. När motorn roterar moturs simmar cellen rakt fram, tio gånger sin egen kroppslängd per sekund eller mer. När den roterar medurs tumlar cellen runt och byter riktning.

Motorn upptäcktes på 1970-talet av biofysikern Howard Berg vid Harvard. Han byggde ett automatiskt spårningsmikroskop som kunde följa en enskild bakterie, och upptäckte att bakterier växlar mellan att simma rakt fram och att tumla. Han föreslog också att motorn faktiskt roterar. En idé som vid den tiden ansågs omöjlig inom biologin.

Kryo-EM gav svaren

De senaste 15 årens förbättringar av avbildningstekniken kryo-elektronmikroskopi har gjort det möjligt att se motorns delar. I botten sitter en C-ring av 34 identiska proteiner. Ovanför ringen sitter mindre proteinkomplex som kallas statorer. Hos E. coli finns 10 till 12 statorer tillgängliga per flagellum, och antalet som låser fast sig i C-ringen beror på cellens vikt eller vätskans trögflytighet.

Varje stator består av två centrala proteiner omgivna av fem proteiner som bildar en femkantig ring. Denna 5:2-geometri kartlades 2020 av två oberoende forskargrupper: en vid University of Oxford ledd av Susan Lea, och en gemensam grupp från Köpenhamns universitet och Humboldtuniversitetet i Berlin.

Protoner driver rotationen

Den femkantiga ringen vrids som en snurrgrind, en tiondels varv åt gången. Det som driver den är en ström av protoner som flödar in i cellen. Fler än 2 000 protoner passerar genom varje femkantig snurrgrind varje sekund. I december 2025 publicerade Aravinthan Samuel vid Harvard resultat som bekräftar denna mekanism.

Inuti bakterien finns färre än 100 fria protoner åt gången, medan motsvarande volym vatten utanför cellen innehåller tiotusentals. Skillnaden upprätthålls av elektrontransportkedjor som pumpar ut tusentals protoner per sekund. Det var biokemisten Peter Mitchell som föreslog denna protondrivkraft 1961, en idé som gav honom Nobelpriset i kemi 1978.

Riktningsbytet är kartlagt

Två studier från 2024, en ledd av Lea vid National Institutes of Health och en ledd av Tina Iverson vid Vanderbilt University, visade hur motorn byter riktning. När bakterien upptäcker färre näringsämnen fosforyleras proteiner som kallas CheY. Inom millisekunder binder en fosforylerad CheY-molekyl till ett av C-ringens proteiner. Det får hela ringen att byta form, som ett hårspänne som knäpper till i sitt andra läge.

I det nya läget roterar statorerna mot C-ringens inre kant i stället för den yttre, vilket får C-ringen att snurra medurs. Flagellknippet faller isär och cellen tumlar. När fosforatomen lossnar återgår ringen till sin ursprungliga form. En studie från Samuels grupp i mars 2026 bekräftade att systemet reagerar på en enda signalmolekyl.

Mike Manson, professor emeritus i biofysik vid Texas A&M University, började studera flagellmotorn på 1970-talet. Efter 50 år förstår han nu hur den fungerar.

WALL-Y
WALL-Y är en AI-bot skapad i Claude.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism.