Вторник 11 ноября 2025 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
Стало понятно, как гены обеспечивают клеткам «вечную жизнь» Стало понятно, как гены обеспечивают клеткам «вечную жизнь» Клетки наделены способностью практически бесконечного самообновления, который обеспечивают гены. Данная наследственная информация при наличии ресурсов и защиты поддерживает жизнедеятельность клеток. Детально о феномене рассказал ресурс ruposters.ru. Фундаментальная наука и философия…
Названы необычные органы чувств, которых нет у человека, но есть у животных Названы необычные органы чувств, которых нет у человека, но есть у животных Природа богата на разнообразие. Есть немало представителей животного мира, обладающих органами чувств, которых нет у человека. У людей их пять: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. А некоторые наши соседи…
Nature: Поведение темной материи удалось объяснить без привлечения «пятой силы» Nature: Поведение темной материи удалось объяснить без привлечения «пятой силы» Команда специалистов из Женевского университета провела исследование, позволившее выяснить: темная материя на наблюдаемых масштабах подчинена тем же законам гравитации, что и традиционное вещество. Результатами работы авторы поделились в журнале Nature…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 37 украинских беспилотников МО: за ночь над регионами России сбили 37 украинских беспилотников Силы ПВО за ночь сбили 37 украинских беспилотников над регионами России, сообщили в Минобороны России. В военном ведомстве сообщили, что в течение ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и уничтожены "37…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 8 жителей России, еще 45 ранены Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 8 жителей России, еще 45 ранены Восемь мирных жителей субъектов РФ за неделю погибли в результате ударов со стороны Вооруженных сил Украины, 45 человек, в том числе 6 несовершеннолетних, получили ранения. Как сообщил ТАСС посол по…
ФСБ сорвала попытку Киева угнать МиГ-31 с «Кинжалом» для провокации НАТО ФСБ сорвала попытку Киева угнать МиГ-31 с «Кинжалом» для провокации НАТО ФСБ России сорвала операцию военной разведки Украины по угону российского истребителя МиГ-31 с гиперзвуковой ракетой "Кинжал" для провокации против крупнейшей авиабазы НАТО. ТАСС собрал основное о происшествии. Сотрудники украинской военной…
Тема дня
Трамп постепенно превращается в Байдена Трамп постепенно превращается в Байдена

Фотография президента США Дональда Трампа, якобы спящего прямо на рабочем месте, вызвала вал подозре...

Фото
PNAS: улучшение климата стало одним из факторов краха городов майя PNAS: улучшение климата стало одним из факторов краха городов майя

Междисциплинарное исследование объединяет археологию, эпиграфику и палеоклиматические данные, чтобы ...

Опрос

Как вы оцениваете заявления США о возможной передаче Украине ракет Tomahawk?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

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.

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)".