Обнаружены свободноживущие эукариоты без митохондрий |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2024-08-31 13:01 В отличие от большинства свободноживущих эукариот, у двух представителей рода Skoliomonas (B и С) и представителя рода Barthelona (D) митохондрии — органеллы, обеспечивающие клетки энергией, — экстремально редуцированы, а у Skoliomonas litria (А) их не обнаружили вообще! Длина масштабного отрезка — 10 мкм. Рисунок из обсуждаемой статьи Митохондрии — это клеточные органеллы, чья основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии для синтеза АТФ, играющего роль клеточного «топлива». Митохондрии характерны для всех эукариот, то есть организмов, клетки которых имеют ядра: даже у одноклеточных амёб или человеческих сперматозоидов есть хотя бы одна митохондрия. Считалось, что без этих «мини-энергостанций» могут обходиться разве что паразитические и симбиотические виды, получающие энергию от своего хозяина. Однако международная группа исследователей описала свободноживущую метамонаду Skoliomonas litriа, в которой не нашли ни одного гена или белка, связанного с митохондриями, что предполагает их полную утрату. Метамонады (Metamonada) — это разнообразная группа гетеротрофных эукариот-жгутиконосцев. Метамонады весьма разнообразны по образу жизни — среди них встречаются паразиты, комменсалы и свободноживущие организмы, населяющие пресные водоемы и океаны. Но все они адаптированы к жизни при низком содержании кислорода. Одна из их наиболее явных адаптаций к таким условиям — сильно модифицированные митохондрии, называемые «органеллами, связанными с митохондриями» (mitochondrion-related organelles, MRO; см. M. Leger et al., 2109. Mitochondrion-Related Organelles in Free-Living Protists). Из всех MRO наиболее изучены гидрогеносомы, которые встречаются, к примеру, у паразитической влагалищной трихомонады (Trichomonas vaginalis), и митосомы, которые можно найти у кишечной лямблии (Giardia lamblia). Организмы с MRO утратили большую часть генов, связанных с митохондриями, а один род, Monocercomonoides, в ходе эволюции лишился вообще всех митохондрий и MRO (Обнаружены одноклеточные организмы с ядром, но без митохондрий, «Элементы», 18.05.2016). Чем же в таком случае интересен новый вид, Skoliomonas litriа, описанный командой исследователей из Канады, Швеции и Норвегии? Дело в том, что метамонады из рода Monocercomonoides — симбионты, которые живут в пищеварительном тракте насекомых, амфибий, рептилий и млекопитающих, а для симбионтов и паразитов полная утрата митохондрий, конечно, не обыденное дело, но и не уникальный случай (Обнаружено первое животное без митохондриального генома, «Элементы», 02.04.2020). Получая питательные вещества из окружающей среды (то есть от другого организма, с которым они сосуществуют), такие организмы расщепляют их в отсутствие кислорода, и, хотя в итоге энергии им достается меньше, чем организмам с митохондриями, при обилии пищи это перестает быть проблемой. В свою очередь S. litria — первый известный свободноживущий представитель эукариот, способный обеспечивать себя энергией без митохондрий и МRO. Ранее уже были описаны некоторые свободноживущие одноклеточные эукариоты, чьи MRO, похоже, оказались настолько модифицированы, что перестали выполнять основную функцию митохондрий — производство энергии. Например, у Dysnectes brevis сами MRO, похоже, есть, поскольку в геноме обнаружены связанные с ними белки, но они не производят некоторых важных ферментов и, похоже, синтез АТФ в ее клетках протекает прямо в цитозоле (M. Leger et al., 2017. Organelles that illuminate the origins of Trichomonas hydrogenosomes and Giardia mitosomes). А у пресноводного микроорганизма Paratrimastix pyriformis гидрогеносомы вообще оказались задействованы не в синтезе АТФ, а в производстве промежуточных продуктов метионинового цикла (J. Z?tek et al., 2022. Reduced mitochondria provide an essential function for the cytosolic methionine cycle). Однако у S. litria, выделенной из донного осадка соленых озер, не было обнаружено никаких связанных с MRO белков, так что и самих органоидов в ее клетке, похоже, нет. Упрощенное филогенетическое древо метамонад (группа BaSk выделена красным) и список ключевых ферментов, связанных с MRO. Как видно, S. litria — единственный из изученных видов, у которого не найдено ни одного связанного с MRO белка или гена (синие кружочки), хотя у его ближайших родственников нашли гены, связанные с метаболизмом аминокислот и переносом белков. Рисунок из обсуждаемой статьи Такие выводы авторы сделали по результатам исследования S. litria и четырех других видов метамонад. Они охарактеризовали, насколько это возможно, полный спектр генов, транскриптов РНК и белков, которыми обладают эти одноклеточные организмы. Судя по результатам филогеномного анализа, изученные микроорганизмы оказались представителями собственной уникальной клады, названной BaSk (по названиям основных родов, Skoliomonas и Barthelona). Для всех представителей клады были характерны крайне редуцированные MRO, обычно встречающиеся только у паразитических и симбиотических метамонад. К сожалению, текущих данных недостаточно, чтобы понять, каким образом представители BaSk синтезируют свою АТФ. Авторы нашли у них группу генов, связанных с образованием железносерных кластеров (у «нормальных» клеток такие кластеры, необходимые для проведения окислительно-восстановительных реакций, синтезируются как раз в митохондриях), но, похоже, эти гены достались метамонадам от общего предка, который в свою очередь получил их от какого-то другого организма в результате горизонтального переноса генов. Возможно ли, что и свой необычный и невыясненный способ получения АТФ BaSk тоже «позаимствовали» у других организмов, например, бактерий? Ответить на этот вопрос ученым еще только предстоит. Источник: S. K. Williams, J. J. Hultqvist, Y. Eglit, D. E. Salas-Leiva, B. Curtis, R. J. S. Orr, C. W. Stairs, T. N. Atalay, N. MacMillan, A. G. B. Simpson, A. J. Roger. Extreme mitochondrial reduction in a novel group of free-living metamonads // Nature Communications. 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-50991-w. Анна Новиковская Источник: elementy.ru Комментарии: |
|