Секрет гигантского изопода

На глубине более 2500 метров под толщей океанской воды, где давление способно расплющить подводную лодку, а температура колеблется у отметки в плюс 2 градуса, время словно застывает. Здесь, в вечной темноте, обитает Bathynomus — существо, похожее на кошмарную мокрицу размером с крупную кошку, достигающее 50 сантиметров в длину.

Большую часть своей жизни этот гигантский изопод проводит в состоянии, которое трудно отличить от смерти, поскольку еда падает на дно редко, и случайный труп кита становится для донных обитателей пиршеством десятилетия. Когда японские биологи зафиксировали, что один из изоподов в аквариуме Тоба добровольно отказался от пищи и прожил в сытом ничтожестве ровно 5 лет и 43 дня до своего последнего вздоха, наука замерла в недоумении. Анатомы давно знали про огромный эластичный желудок, занимающий около 65 процентов тела животного, но одной лишь вместительной сумки для припасов явно не хватило бы, чтобы растянуть несколько граммов жира на тысячи дней безжалостного анабиоза.

Разгадка этого метаболического чуда пришла из молекулярных лабораторий Китая, где исследователи полностью расшифровали геном глубоководного существа и обнаружили там следы древнейшего, дерзкого молекулярного похищения. В центре внимания оказался крошечный ген под названием ND1, который у всех остальных живых существ на планете тихо работает внутри митохондрий, отвечая за клеточное дыхание и бережно передаваясь по наследству. Однако у гигантского изопода этот участок ДНК имеет совершенно иную структуру, поскольку миллионы лет назад его прямые предки буквально украли этот фрагмент у океанской донной бактерии посредством горизонтального переноса генов. Чужеродный элемент не просто прижился в новом доме, но и многократно скопировал сам себя, превратившись в уникальный биологический переключатель, аналогов которому нет у сухопутных ракообразных.

Чтобы проверить, как именно работает эта бактериальная контрабанда, генетики пошли на рискованный эксперимент и внедрили выделенный ген ND1 в организмы совершенно других лабораторных моделей, включая пресноводных рыбок данио-рерио, микроскопических червей-нематод и даже культивируемые человеческие клетки линии 293T. Результаты этих тестов поначалу обескуражили авторов работы, так как при обычной комнатной температуре около плюс 22 градусов все подопытные существа с измененным геномом начинали тратить энергию в несколько раз быстрее, худели и погибали от истощения гораздо раньше своих обычных сородичей. Но стоило ученым опустить температуру до экстремальных значений, близких к условиям ледяной океанской бездны, как чужеродный ген мгновенно активизировался, затормозил работу митохондрий и снизил общую потребность организмов в кислороде и питательных веществах. У модифицированных рыбок данио в холодной воде способность переносить длительное голодание сразу же подскочила на 37 процентов, что доказало работу механизма как идеального температурного термостата.

Теперь, когда секрет экономии энергии раскрыт на клеточном уровне, эти данные планируют использовать для поиска новых путей борьбы с метаболическими нарушениями у людей и для оптимизации выращивания рыбы на северных аквафермах.

geo

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: