Африканский комар научился выживать во время засухи с помощью уникального биологического механизма
Ученые из России и Японии выяснили, как насекомое Polypedilum vanderplanki высушивает свое тело для того, чтобы пережить засуху. Это может произвести революцию в трансплантации органов.
Оказалось, что африканский комар смог приспособить для своих нужд очень консервативный белок, который в клетках других организмов выполняет совсем иную функцию. Данная работа не только приоткрывает завесу тайны над удивительным процессом «самовысушивания», но и обнаруживает интересный, с эволюционной точки зрения, пример обретения консервативными белками новых функций.
Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале PNAS.
Polypedilum vanderplanki – один из африканских (некусающих) комаров. Его личинка, похожая на обычного мотыля, живет в пересыхающих лужах. Чтобы выживать в таких условиях, она способна впадать в ангидробиоз – тело практически полностью высыхает, а все физиологические и биохимические процессы в организме останавливаются, и это позволяет насекомому переживать неблагоприятные условия.
Чтобы войти в ангидробиоз, личинка удивительного комара замещает всю воду в своем теле на дисахарид трегалозу. В таком засахаренном виде личинка, похожая на леденец или кусочек пластмассы, может сохраняться годами и будет устойчивой ко многим стрессам, например, к воздействию жидкого азота и ацетона.
Это явление интересно ученым, так как умение обратимо высушивать клетки человека и животных заметно упростит лабораторную работу, а высушивание целых органов произвело бы настоящую революцию в области трансплантации.
До настоящего времени не было известно, как регулируется работа генов, отвечающих за высыхание личинки. Группа ученых из России (в том числе из Сколтеха) и Японии нашла белок, который активирует работу генов, помогающих личинке войти в ангидробиоз. В начале предсказания были сделаны биоинформатическими методами, а в дальнейшем открытие было подтверждено экспериментами.
Выяснилось, что за высыхание комара отвечает хорошо известный ученым белок – активатор белков теплового шока, который в клетках очень многих живых организмов выполняет одну и ту же функцию – запускает защитный ответ на стресс. Этот белок очень консервативен, он выполняет одну и ту же роль и в дрожжах, и в человеке, а африканский комар как-то смог адаптировать его под свои цели.
«P. vanderplanki фактически украл сам у себя белок и приспособил его для своих задач. Это удивительный пример пластичности регуляторных систем, особенно таких консервативных. Но это только первый шаг. Найденный белок активирует около 30% генов, участвующих в высыхании личинки. Что активирует остальные гены и как регулируется “размачивание”, выход личинки из состояния покоя, еще предстоит выяснить», – отмечает первый автор статьи, научный сотрудник Сколтеха Павел Мазин.
Эксперименты снова указали на существование частицы Х17 — загадочного бозона-переносчика еще неизвестного фундаментального взаимодействия.
Исследователь Уильям Ромозер полагает, что ему удалось увидеть на Марсе живых существ, в частности насекомых. Вероятно, причиной этого стала парейдолия — зрительная иллюзия.
Новый метод вакцинации оказался эффективным против большинства штаммов ВИЧ.
Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.
Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.
Эксперименты снова указали на существование частицы Х17 — загадочного бозона-переносчика еще неизвестного фундаментального взаимодействия.
Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.
Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.
Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.
