30 Октября 2018
МОСКВА, 30 октября Биологи из Китая и США создали синтетическую бактерию, подобную по своим свойствам на предков митохондрий – главных энергостанций в клетках человека, других животных, а также грибов и растений. Результаты опытов с ними были представлены в журнале PNAS.
Древнейший союз
По современным понятиям, эукариоты сложные клетки с обособленным ядром и полным набором других органелл появились в результате ассимиляции их предками различных бактерий и архей. Характерным примером этого процесса являются митохондрии клеточные энергетические станции, синтезирующие основную энерговалюту клеток – молекулы АТФ.
Они изолированным от остальной части клетки удвоенный мембраной, похожей на оболочку бактерии, а также владеют своей собственной ДНК и системой синтеза белков. Органы синтеза растений и водорослей хлоропласты имеют схожую природу. Приручение митохондрий, как сегодня считают биологи, было ключевым шагом в эволюции наших одноклеточных предков.
Так как митохондрии играют критически важную роль в жизни клеток и человека, и всех остальных эукариот, многие ученые сегодня признают, что это приручение воспоследовало на самых первых этапах эволюции многоклеточных живых существ, еще до того, как разделились предки простейших, животных, грибов и растений.
Шульц и его коллеги создали первый инструмент, который позволяет проверить, так ли это, и понять, как бактерии смогли вкрасться и выжить внутри клеток наших древнейших предков. Для этого они кардинально переработали ДНК самый простой кишечной палочки, вставив в нее гены синтеза АТФ и выбросив оттуда все лишнее, а также сделав бактерию зависимой от поступления определенных нутриентов из клетки- хозяина.
Клеточная взаимопомощь
В частности, эта синтетическая митохондрия не могла самостоятельно производить витамин В1, критичным важный для выживания и размножения микробов, а также в ее геноме отсутствовал целый ряд других критически важных генов.
Вдобавок, ее оболочка была модифицирована таким образом, что подобные бактерии стали незаметными для врожденной иммунной системы хозяев, но при этом неспособными самостоятельно жить во внешней среде.
Этих кишечных палочек ученые вставили в клетки дрожжей, претерпевших аналогичные изменения – их митохондрии были необратимым образом повреждены, что фактически отчуждало их притока АТФ и обрекало на стагнацию или смерть. Соответственно, выходом из этой ситуации, если теория о приручении митохондрий верна, незаменимым были стать их новые сожители.
Как оказалось, это действительно было так – появление микробов внутри клеток дрожжей оживило их и позволило им начать цикл размножения, перенося вместе собой часть более совершенных митохондрий. В целом, ученые не нашли никаких неприятная ситуаций с работой их синтетических фабрик АТФ на протяжении более чем 40 циклов деления дрожжей, что говорит о жизнеспособности подобного подхода в изучении эволюции жизни.
В ближайшее время генетики планируют еще сильнее очистить геном кишечной палки, постепенно приближая ее к реальным митохондриям. Новые эксперименты, как надеются Шульц и его коллеги, помогут нам понять, когда и как наши предки научились подобному комменсализму.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....