Благодаря симбиозу с бактериями инфузории научились дышать нитратами — Naked Science
Сергей Васильев

Благодаря симбиозу с бактериями инфузории научились дышать нитратами

5.6

Биологи обнаружили уникальный пример симбиоза: бактерии, поселившиеся внутри одноклеточных инфузорий, позволяют тем использовать для дыхания нитраты вместо кислорода.

Бактериальные клетки внутри плагиопилиды окрашены желтым
Бактериальные клетки внутри плагиопилиды окрашены желтым / ©Max Planck Institute for Marine Microbiology

На глубине швейцарского Цугского озера биологи обнаружили пример необычного симбиоза эукариотических и бактериальных клеток. Их союз напоминает события незапамятного прошлого, в результате которых эукариоты получили органеллы, вырабатывающие энергию за счет кислородного дыхания, митохондрии. Однако в этом случае бактерия позволяет своим «хозяевам» дышать не кислородом, а нитратами. Йон Граф (Jon Graf) и его коллеги назвали ее Candidatus Azoamicus ciliaticola — «азотный помощник, живущий в инфузориях». Ученые описывают эти необычные межвидовые отношения в статье, опубликованной в журнале Nature.

Вода Цугского озера в предгорьях Альп почти неподвижна и резко стратифицирована. На большой глубине кислорода в ней практически не остается, и местные организмы полагаются на другие соединения. Ученые проанализировали их ДНК, которые удалось обнаружить в образце, забранной с глубины 190 метров. Среди них идентифицировали вид бактерий, имеющий все гены, необходимые для синтеза денитрифицирующих белков. Денитрификация — способ бескислородного (анаэробного) дыхания, в процессе которого нитраты восстанавливаются до нитритов.

При этом остальных генов у странных микробов явно недоставало, и трудно было бы представить, как они смогли бы выжить. Скромные размеры их ДНК напоминали о геномах паразитических или симбиотических организмов. Поэтому биологи начали поиск этих хозяев. Ими оказались реснитчатые инфузории-плагиопилиды: по словам ученых, в этих крупных эукариотических клетках бактерии играют ту же роль, что и митохондрии, вырабатывая энергию в форме молекул АТФ и получая взамен все, что необходимо для жизни. Сохраниться в тех же условиях самостоятельно они бы не смогли.

Симбиоз бактерий с эукариотами далеко не новость. Тем не менее такой союз уникален. Крайне редко встречаются варианты, при которых прокариоты напрямую снабжают хозяина готовыми молекулами АТФ: редко их геном деградирует до состояния, не позволяющего выживать вне чужой клетки, а уж пример с денитрифицирующим дыханием оказался вовсе уникальным. Стоит вспомнить, что подобный процесс, как считается, около 1,5 миллиарда лет назад привел к превращению симбиотических (аэробно дышавших) прокариотических клеток в митохондрии, навечно оставшихся в клетках хозяев.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

Вчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: