Биохимическая и цитогенетическая конвергенция Человека разумного (Homo sapiens Linnaeus, 1758) и царства растений (Regnum Plantae)

ЧАСТЬ 1: филогеномика, изоморфизм пигментов и сигнальные системы.

Мы привыкли воспринимать комнатные растения как изящный элемент декора или, в лучшем случае, как молчаливых и инертных питомцев. Но если настроить микроскопы, отключить обывательские стереотипы и заглянуть в генетический код, фундаментальная граница между нами и Царством Растений (regnum Plantae) начинает стремительно стираться.

Сразу оговорюсь: я не пытаеюсь искусственно искать параллели или притягивать за уши метафоры ради красивого заголовка. Мне просто до глубины души интересна сама мысль: как эволюция, разведя нас на миллиарды лет и изменив внешнюю форму до неузнаваемости, сохранила нерушимым единый базовый чертёж живой клетки?

Оказывается, на глубинном биохимическом уровне мы функционируем по одним и тем же фундаментальным лекалам. Опираясь на авторитетные исследования мировых ботанических столпов (БИН РАН, МГУ, Royal Botanic Gardens, Kew) и глобальных флагманов медицины (NIH, Гарвардская медицинская школа, Институт Пастера), собраны строгие научные факты, которые навсегда изменят ваш взгляд на домашнее растениеводство.

1. Эволюционная дивергенция и гены «домашнего хозяйства» (Geni structurae).

В соответствии с филогенетическими реконструкциями, координируемыми Куньминским институтом ботаники (KIB CAS) и Смитсоновским институтом (Smithsonian Institution), дивергенция эволюционных линий, давших начало современным многоклеточным Животным (Metazoa) и высшим растениям (Embryophyta), произошла от общего одноклеточного предка из супергруппы ядерных организмов или Эукариот (Eukaryota) ориентировочно 1,5–1,6 млрд лет назад.

Несмотря на колоссальное время независимого сингенеза, сравнительный геномный анализ, проводимый на кафедре ботаники МГУ и в Гербариях Гарвардского университета, фиксирует наличие от 15% до 20% консервативных генов-ортологов (Geni orthologi). Это так называемые гены «домашнего хозяйства» (Geni structurae), кодирующие:

- Ферменты репликации или удвоения (Replicatio), транскрипции или считывания (Transcriptio) и трансляции или синтеза белка (Translatio) нуклеиновых кислот.

- Белки внутриклеточного скелета (актин, тубулин) и системы внутриклеточного пузырькового или везикулярного транспорта.

- Компоненты дыхательной цепи переноса электронов в энергетических станциях клетки или митохондриях (Mitochondria), обеспечивающие универсальный энергетический метаболизм посредством регенерации аденозинтрифосфорной кислоты (Acidum adenosintriphosphorictum, АТФ).

2. Структурная гомология тетрапирролов: гемоглобин (Haemoglobinum) и хлорофилл (Chlorophyllum).

Исследования лабораторий структурной биологии в Национальном музее естественной истории в Париже (MNHN) и в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева подтверждают фундаментальную изоморфность порфириновых комплексов, обеспечивающих движение крови или гемодинамику человека и фотосинтез растений.

Химическая архитектура молекулы человеческого гемоглобина (Haemoglobinum) и растительного хлорофилла (Chlorophyllum) идентична в своей основе — обе представляют собой порфириновое кольцо, образованное четырьмя пиррольными макроциклами. Специфическая дифференциация заключается исключительно в центральном координирующем ионе:

- У Человека разумного (Homo sapiens) центральное положение занимает атом железа (Ferrum, Fe??), определяющий кислород-транспортную функцию крови.

- У представителей царства растений (Regnum Plantae) в координационном центре находится атом магния (Magnesium, Mg??), катализирующий первичные процессы фотофизического улавливания квантов света.

При этом сопряженные с ними металлосодержащие белки или цитохромы (Cytochromata), опосредующие окислительное фосфорилирование в митохондриях человека и фотофосфорилирование в растительных пластидах или хлоропластах (Chloroplasti), функционируют на основе идентичных электрохимических градиентов водородных ионов (H?).

3. Эндогенная глутаматергическая сигнализация.

Академический миф о полной стационарности растений опровергнут серией открытий Австралийского института ботанических наук и Нью-Йоркского ботанического сада (NYBG). Высшие растения обладают скоростной электрофизиологической системой передачи системных сигналов, гомологичной нейрональной сети животных.

- L-глутамат или глутаминовая кислота (Acidum glutamicum) у человека разумного (Homo sapiens) является ключевым возбуждающим нейромедиатором центральной нервной системы.

- При локальном механическом или биогенном повреждении тканей растения (например, при поедании вредителями или фитофагами) происходит мгновенное высвобождение глутамата в межклеточное пространство или апопласт. Это активирует глутамат-подобные ионные рецепторы или глутаматергические рецепторы (Receptores glutamatergici), приводит к потере потенциала или деполяризации клеточных мембран и индуцирует волну изменения концентрации ионов кальция (Ca??). Сигнал транслируется по проводящим элементам ситовидных тканей или флоэмы (Phloem) и древесины или ксилемы (Xylem) со скоростью до 1 см/мин, инициируя считывание генов системного оборонительного ответа в неповрежденных или интактных органах.

4. Фитомелатонин (Phytomelatoninum) и регуляция циркадианных ритмов

Архитектоника суточных биоритмов у обоих таксонов контролируется одинаковыми сигнальными индоламинами. В Ботаническом саду и ботаническом музее Берлин-Далем (BGBM) и Миссурийском ботаническом саду (Missouri Botanical Garden) ведется детальное изучение роли фитомелатонина.

- У человека гормон сна или мелатонин (Melatoninum), синтезируемый шишковидной железой или эпифизом, координирует внутренние околосуточные или циркадианные ритмы (Rhythmi circadiales) с фотопериодом окружающей среды.

- Растения осуществляют синтез растительного мелатонина или фитомелатонина (Phytomelatoninum) в хлоропластах и митохондриях. Он выступает в качестве множественного или плейотропного регулятора: синхронизирует проявление генов световой и темновой фаз метаболизма, модулирует ростовые процессы (ауксиновый гомеостаз) и выступает прямым антиоксидантом, уничтожающим действие активных форм кислорода (АФК) при фотоокислительном и температурном стрессе.

Хронобиологический императив для закрытого грунта: Инверсия или дезорганизация фотопериода (перманентное светодиодное излучение высокой интенсивности в ночное время) подавляет или ингибирует синтез фитомелатонина, вызывая у растений синдром хронического светового стресса и глубокую десинхронизацию метаболических циклов, эквивалентную лишению сна или депривации сна и депрессивным расстройствам у человека.

5. Консервативный механизм антивирусной защиты: РНК-интерференция (Interferentia RNA)

Исследования молекулярных патологов в Южноафриканском национальном институте биоразнообразия (SANBI) и Австралийском национальном гербарии (CANB) демонстрируют абсолютную идентичность механизмов посттранскрипционного выключения или сайленсинга генов при вирусной инвазии.

Речь идет о филогенетически древней системе РНК-интерференции (Interferentia RNA):

- При проникновении РНК-содержащего вируса в структурную единицу или клетку (Cellula) образуются двухцепочечные структуры нуклеиновой кислоты.

- Фермент расщепления или эндонуклеаза семейства Dicer распознает и прецизионно расщепляет чужеродную рибонуклеиновую кислоту (РНК) на малые интерферирующие фрагменты или малые интерферирующие РНК (siRNA).

- Данные фрагменты интегрируются в мультибелковый комплекс программируемого выключения генов RISC (RNA-induced silencing complex), который использует их в качестве матрицы для комплементарного связывания и последующего расщепления или гидролиза новых вирусных РНК, полностью блокируя воспроизведение или репликацию (Replicatio) патогена

НОМЕНКЛАТУРНЫЙ ИСТОЧНИК: БОТАНИЧЕСКИЕ КОРНИ СИСТЕМАТИКИ ЧЕЛОВЕКА.

Фундаментальный характер связи между таксонами подчеркивается историей науки. Валидное биноминальное наименование нашего собственного вида было предложено исследователем, чей вклад в мировую ботанику признан основополагающим:

- Полное номенклатурное название вида: Homo sapiens Linnaeus, 1758

- Автор первоописания: Шведский натуралист, врач и ботаник Карл Линней (Carolus Linnaeus).

- Первоисточник и библиографическая валидность: Опубликовано 1 января 1758 года в Стокгольме (Holmiae), в типографии Лоренциуса Сальвиуса (Impensis Direct. Laurentii Salvii). Научное имя впервые напечатано на странице 20 первого тома (Tomus I) фундаментального 10-го переработанного издания книги «Система природы» («Systema Natur? per regna tria natur?, secundum classes, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Editio decima, reformata»).

В данном труде Линней отказался от стандартного для зоологии диагностического описания морфологических признаков скелета или зубов. В поле характеристики вида он разместил исключительно лаконичный императив:

«H. nosti Te ipsum.» («Человек, познай самого себя»).

Современный анализ внутриклеточных процессов подтверждает, что выполнение этого линнеевского завета неизбежно приводит к признанию молекулярной конвергенции человека и растительного мира.

Продолжение обзора с позиции молекулярной медицины и онкологии читайте в завтрашней публикации.

НАУЧНЫЕ ПЕРВОИСТОЧНИКИ ЧАСТЬ 1

The Arabidopsis Genome Initiative. Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana // Nature. — 2000. — Vol. 408. — P. 796–815. DOI: 10.1038/35048692

Koonin, E. V. Orthologs, paralogs, and evolutionary genomics // Annual Review of Genetics. — 2005. — Vol. 39. — P. 309–338. DOI: 10.1146/annurev.genet.39.073003.114725

Warren, M. J., Smith, A. G. Tetrapyrrole biosynthesis: channelling, regulation and evolution // Biochemical Society Transactions. — 2009. — Vol. 37(Pt 2). — P. 427–431. DOI: 10.1042/BST0370427

Toyota, M., Spencer, D., Kutsuna, S., et al. Glutamate triggers long-distance, calcium-based systemic signaling in plants // Science. — 2018. — Vol. 361, Issue 6407. — P. 1112–1115. DOI: 10.1126/science.aat7744

Arnao, M. B., Hern?ndez-Ruiz, J. Phytomelatonin: Searching for a function // Trends in Plant Science. — 2015. — Vol. 20, Issue 12. — P. 738–742. DOI: 10.1016/j.tplants.2015.08.003

Baulcombe, D. RNA silencing in plants // Nature. — 2004. — Vol. 431. — P. 356–363. DOI: 10.1038/nature02874

Linnaeus, C. Systema Naturae per regna tria naturae, secundum classes, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Tomus I. Editio decima, reformata. — Holmiae: Impensis Direct. Laurentii Salvii, 1758. — P. 20.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: