03.12.2018

Ученые раскрыли загадку происхождения митохондрий

Группе американских биологов впервые удалось заставить кишечную палочку поселиться внутри клеток дрожжей и выполнять функции митохондрий. В эксперименте ученые использовали дрожжи S. cerevisiae и бактерии кишечной палочки E. coli. Результат исследования экспертов опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Напомним, что в митохондриях происходят окислительно-восстановительные реакции, в результате которых вырабатывается энергия, необходимая для функционирования клеток в организме. Они окружены собственными двойными мембранами и даже обладают собственным генетическим материалом (РНК, ДНК).

Ранние исследования ученых показывали, что вероятнее всего митохондрии когда-то были свободноживущими бактериями, которые около 1,5 миллиарда лет назад слились и образовали неразрывную связь с клеткой археи (одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл). Спустя некоторое время сформировавшаяся клетка превратилась в самостоятельный эукариот – живой организм, в клетках которого генетический материал заключен в ядре. Именно эта клетка дала начало жизни животным, растениям и грибам. Как именно это происходило – и решила выяснить группа американских ученых во главе с биологом Ангадом Мехта из Научно-исследовательского института Скриппса в штате Калифорния.

Общий принцип, которым руководствовались исследователи, можно сформулировать так: чтобы заставить две клетки вступить в симбиоз, нужно отобрать у них что-то жизненно важное. В результате их существование по отдельности станет невозможным.

Для этого специалисты «отключили» собственные митохондрии дрожжей, а также гены кишечной палочки, позволяющие бактерии синтезировать необходимый им витамин В1. Это позволило организмам обменяться друг с другом нужными веществами. После этого эксперты добавили в бактерии транспортные белки, которые перенесли в мембрану кислоты, принимающие участие в обмене энергии и веществ.

Через определенный промежуток времени эти бактериальные клетки разрушались и переваривались клеткой «хозяина», но биологи ввели кишечной палочке гены трех разных SNARE-подобных белков, взятых у хламидий и способных стимулировать или блокировать слияние. Только после этого они получили устойчивые колонии дрожжей с симбиотическими E. сoli, способные выживать в различных условиях в течение десятков поколений.

С помощью новой методики ученые планируют и далее моделировать ранние события эндосимбиоза – взаимовыгодного сосуществования организмов, при котором один из них обитает внутри другого.

 

Читати далі

Мнение специалиста

Підпишіться на щотижневу розсилку наших новин

Також читають

ВИПАДКОВА СТАТТЯ

Науковці виявили ген, що допомагає жінкам при пологах
Незвичайний генетичний варіант ДНК послаблює реакцію нейронів матки, аби зменшити її чутливість і пом’якшити біль. Пологи можуть бути вельми болючими, та не для жінок із рідкісним варіантом ДНК, як ...
[ read more ]
Завантаження...
Load next
Facebook Twitter Telegram