Воскресенье 12 июля 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Бактерия развилась в новую клеточную структуру внутри водорослей


Бактерия развилась в новую клеточную структуру внутри водорослей

Четверг, 11 Апреля 2024 23:44

Считалось, что за 3,5 миллиарда лет, прошедших с момента появления жизни на Земле, некогда свободноживущие бактерии сливались с другими организмами всего три раза, что делало это чрезвычайно редким эволюционным событием. Теперь был обнаружен четвертый пример — у одноклеточной водоросли, распространенной в океанах.

 

Считалось, что эти водоросли «фиксируют» азот – превращают атмосферный азот в полезный аммиак – с помощью бактерий. Тайлер Коул из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и его коллеги теперь показали, что эта бактерия превратилась в новую клеточную структуру или органеллу.

 

По словам Коула, это первая известная органелла, фиксирующая азот, или нитропласт, и она может стать ключом к успеху этих водорослей. «Похоже, для них это успешная стратегия», — говорит он. «Это очень распространенные водоросли. Мы находим их во всех океанах мира».

 

Один вид довольно часто живет внутри клеток другого во взаимовыгодных отношениях, называемых эндосимбиозом. Например, клетки корней бобовых, таких как горох, содержат азотфиксирующие бактерии. Успех тараканов отчасти обусловлен эндосимбиотическими бактериями, которые производят необходимые питательные вещества. Некоторые клетки даже содержат несколько эндосимбионтов.

 

Хотя эндосимбиотические отношения могут стать очень близкими, почти во всех случаях организмы остаются разными. Например, бобовые приобретают корневые бактерии из почвы. И хотя бактерии тараканов передаются через яйца, они живут в специализированных клетках, а не в каждой клетке.

 

Но в трёх случаях эндосимбионты слились со своими хозяевами и стали их фундаментальной частью. Производящие энергию митохондрии возникли в результате слияния бактерии с другой простой клеткой, образовав сложные клетки, давшие начало животным, растениям и грибам.

 

Растения возникли, когда цианобактерия объединилась со сложной клеткой, образовав хлоропласт — органеллу, осуществляющую фотосинтез. А около 60 миллионов лет назад другая цианобактерия слилась с амёбой, образовав другую фотосинтетическую органеллу, называемую хроматофором, обнаруженную лишь у нескольких видов Paulinella.

 

Уже более десяти лет подозревали, что цианобактерия, известная как UCYN-A, живущая в одноклеточной водоросли Braarudosphaera bigelowii, стала органеллой. Однако изучение этого партнерства было трудным, пока член команды Кёко Хагино из Университета Коти в Японии не нашел способы сохранить B. bigelowii живым в лаборатории.

 

Это позволило команде использовать метод, называемый мягкой рентгеновской томографией, чтобы наблюдать, что происходит при делении клеток водорослей. В результате было обнаружено, что UCYN-A делится вместе с клеткой водоросли, при этом каждая дочерняя клетка наследует один UCYN-A. «Мы не знали, как до этого поддерживалась эта ассоциация», — говорит Коул.

 

Команда также обнаружила, что около половины из 2000 различных белков внутри UCYN-A происходят от водоросли-хозяина, а не производятся внутри UCYN-A.

 

Многие из импортированных белков помогают UCYN-A фиксировать азот, говорит Коул. «Я думаю, что клетки водорослей стимулируют его производить больше азота, чем ему необходимо».

 

По-видимому, существует также специализированная система доставки белков в UCYN-A, как и в другие органеллы. Все импортированные белки имеют дополнительную секцию, которая считается «адресной меткой», обозначающей их для доставки в UCYN-A.

 

Не существует общепринятого определения органеллы, говорит Джефф Элхай из Университета Содружества Вирджинии, но многие биологи считают ключевым моментом скоординированное деление и импорт белков.

 

«Оба флажка отмечены Коулом», — говорит Эльхай. «Даже сторонникам семантической чистоты UCYN-A следует рассматривать как органеллу, соединяющую митохондрии, хлоропласты и хроматофоры».

 

Производство и использование азотных удобрений является основным источником выбросов парниковых газов, а также расходами для фермеров. Поэтому существует большой интерес к модификации сельскохозяйственных растений, чтобы они могли фиксировать собственный азот, как это делают бобовые.

 

Одним из способов добиться этого было бы оснащение их клеток нитропластами, и Эльхай предложил, как это можно сделать. Но UCYN-A не является хорошей отправной точкой, поскольку он слишком зависит от B. bigelowii, говорит он.

 

Вместо этого Эльхай предполагает начать с цианобактерий, которые только начали превращаться в нитропласты и не зависят от импортных белков, поэтому их можно легко добавлять к широкому спектру сельскохозяйственных растений.

 

Тем не менее, Эльхай согласен с Коулом в том, что изучение B. bigelowii может помочь нам понять, как интегрировать фиксацию азота в растительную клетку.

 
 

 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
В Азии обнаружен совершенно новый вид гигантских динозавров В Азии обнаружен совершенно новый вид гигантских динозавров В обиходе палеонтологов часто встречается образ учёного в шортах и широкополой шляпе, эффектно извлекающего из пустынных песков великолепный, неповреждённый скелет. В действительности большинство доисторических останков представляют собой отдельные находки. Зуб…
Ультрачерное покрытие может уменьшить вызываемое спутниками световое загрязнение Ультрачерное покрытие может уменьшить вызываемое спутниками световое загрязнение Нет никаких сомнений: небо заполняется спутниками, которые регулярно пролетают над головой, создавая световые следы, которые могут мешать наблюдению за звездами, любительской астрономии, астрономическим исследованиям и представляют значительную угрозу для природных…
ДНК 4000-летнего скелета доказывает, что строители пирамид не были рабами ДНК 4000-летнего скелета доказывает, что строители пирамид не были рабами Недавно обнаруженные в Египте гробницы свидетельствуют о том, что их обитатели работали над строительством Великих пирамид Гизы и помогали в его возведении, что доказывает, что эти древние памятники на самом…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 349 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 349 украинских БПЛА Российские средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей 349 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. За ночь системы ПВО…
Шуваев: в Белгородской области за сутки от ударов ВСУ погиб ребенок Шуваев: в Белгородской области за сутки от ударов ВСУ погиб ребенок Семь человек пострадали в результате ударов ВСУ по территории Белгородской области, погиб 13-летний ребенок. Об этом сообщил врио губернатора Александр Шуваев. "В Грайвороне в результате очередной целенаправленной атаки террористического киевского…
Федорищев: в Самарской области из-за атаки БПЛА погиб мужчина Федорищев: в Самарской области из-за атаки БПЛА погиб мужчина В Самарской области из-за атаки БПЛА погиб мужчина. Еще трое человек, в том числе ребенок, пострадали, сообщил губернатор Вячеслав Федорищев. "Сегодня ранним утром террористический украинский режим средствами БПЛА атаковал наш…
Тема дня
Канада готовит для России подводную угрозу в Арктике Канада готовит для России подводную угрозу в Арктике

На уходящей неделе принято решение о крупнейшем в истории и Канады, и ФРГ оборонном контракте – Герм...

Фото
У птиц развилась система восстановления крови, которой нет у млекопитающих У птиц развилась система восстановления крови, которой нет у млекопитающих

Новое исследование показало, что птицы способны превращать лактат — молекулу, долгое время считавшую...

Опрос

Как вы оцениваете риск возникновения военного конфликта в Молдавии и Приднестровье?

 

Анекдот дня

Всегда смущало наличие в ПДД гужевой повозки. Сейчас вообще вопросов не возникает.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Популярные новости
Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".