Найдено недостающее звено между прокариотами и эукариотами

Прокариотические клетки, к которым относятся все бактерии и археи, являются древними и относительно простыми по сравнению с эукариотическими клетками, которые находятся в грибах, растениях и животных. Ученые давно стремились понять, как эукариоты эволюционировали от простых прокариот, у которых отсутствуют органеллы. Считалось, что митохондриальная органелла происходит от симбиоза, в котором две бактериальные клетки собрались вместе. Эукариоты, возможно, эволюционировали из клетки содержит митохондрии, которые затем слились с архейной клеткой, но прямых доказательств такого организма было мало, особенно потому, что микробы не оставляют окаменелостей, которые легко проследить.

Суперфил Asgard archaea был предложен в качестве прокариота, который имеет наибольшее сходство с эукариотами, отчасти потому, что они несут гены, которые когда-то считались найденными только в геномах эукариот.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые оценили рентгеновские структуры белков Asgard tubulin, полученных из живых образцов типа архей под названием Odinarchaeota, которые живут вблизи гидротермальных источников.

Считается, что почти все бактерии и археи несут белок под названием FtsZ, который участвует в делении клеток бактерий. FtsZ является гомологом тубулина, который необходим для организации в эукариотических клетках и помогает отделять хромосомы во время деления эукариотических клеток.

Два гена, которые, как было предсказано, будут кодировать FtsZ, были обнаружены в геноме Odinarchaeota вместе с другим геном, который исследователи назвали ОдинТубулин. Белок, который кодирует ОдинТубулин, имеет больше общего с белком эукариотического тубулина, чем с прокариотическим белком FtsZ.

Как половое размножение развилось из бесполого размножения у прокариот, долгое время оставалось загадкой. Большинство прокариот имеют круговой геном, который просто копируется и затем помещается в дочернюю клетку, в то время как репликация хромосом и тщательное разделение новых копий на две новые клетки у эукариот гораздо сложнее. Это исследование помогает преодолеть этот разрыв.

"Эти новые архейные белки Asgard, которые ученые назвали OdinTubulin, похожи как на эукариотические тубулины, так и на прокариотические белки FtsZ", - отметил соавтор исследования Самсон Али из Университета Нагои и Университета Окаямы.

"Таким образом, одинтубулин может представлять собой эволюционное промежуточное звено между прокариотическим FtsZ и эукариотическими микротрубочками, образующими тубулины", - добавил соавтор исследования Лин Т. Тран из Университета Окаямы.