Ученые открыли микроорганизм, полностью «разучившийся дышать»

Monocercomonoides под микроскопом. Фото: Naoji Yubuki.

Расшифровав геном одноклеточных эукариот Monocercomonoides, ученые обнаружили, что у них отсутствуют все белки митохондрий — «энергетических депо» клеток, отвечающих за клеточное дыхание. Ранее исследователи находили организмы с редуцированными митохондриями, однако это первый пример полной их утраты.

Долгая история изучения эукариот — организмов с настоящим ядром — говорит о том, что наличие митохондрий или, по крайней мере, их редуцированных версиий — неотъемлемая черта всех ядерных организмов. Считается, что много лет назад некоторые клетки «заглотили» своих одноклеточных товарищей, которые в дальнейшем и превратились в митохондрии. Недавно испанские ученые выяснили, когда именно это могло произойти.

В клетках современных эукариот эти органеллы до сих пор находятся на особых правах: они окружены двухслойной мембраной и имеют собственный небольшой геном. Было показано, что даже в среде с низким содержанием кислорода некоторые организмы не утрачивают митохондрии полностью. Считалось, что митохондрии, представляющие «энергетическое депо» клетки, критически важны для выживания. Однако недавно группа ученых из Польши, Чехии и Канады опровергла это утверждение, открыв эукариотический организм, полностью «растерявший» все митохондрии. Детали изучения необычного микроба опубликованы в журнале Current Biology.

В работе ученые представили сиквенс — «расшифровку» — генома одноклеточного организма Monocercomonoides, родственного человеческим паразитам трихомонадам и кишечным лямбдиям. Анализ генома Monocercomonoides показал, что у них полностью отсутствуют гены, кодирующие митохондриальные белки. По всей видимости, утрату митохондрий этот организм восполнил приобретением аналогичной бактериальной системы, несущей те же функции — цитозольной системы мобилизации серы. «Заполучить» эту систему Monocercomonoides удалось благодаря горизонтальном переносу генов, характерному для бактерий, — передаче генетической информации клетки не потомкам, а другим организмам.

Это важное открытие, идущее вразрез с общепринятыми представлениями об эволюции эукариот. Авторы работы предполагают, что митохондрии могут отсутствовать у целой группы организмов — всех оксимонад — и планируют в дальнейшем также расшифровать их геномы. Это поможет выяснить, на каком этапе развития эукариоты начали «терять» митохондрии.
Теги:

Читать еще на Чердаке: