• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10.12.2023
Михаил Орлов
3 080

Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий

4.3

Многие двустворчатые синтезируют биссус — тонкие белковые нити, похожие на шелк. С их помощью моллюски, например дрейссены, крепятся ко дну и камням. Новое исследование посвящено уникальному белку «шелка» этих двустворок: его химическому составу, физическим свойствам и появлению в ходе эволюции.

Двустворки Mytilus edulis, Dreissena bugensis
Двустворки Mytilus edulis, Dreissena bugensis и их биссус / © M. Simmons et al., 2023 / Автор: Александр Литвинов

Двустворчатые — это своеобразный класс моллюсков, которые в ходе эволюции буквально потеряли голову и стали вести малоподвижный образ жизни внутри прочной раковины. Они способны производить жемчуг, а некоторые — еще и тонкие белковые нити, которые похожи на шелк и называются биссусом. Любопытно, что биссус одной из морских двустворок раньше использовали для того, чтобы ткать дорогую одежду из «морского шелка».

Такой «шелк» очень прочен и используется моллюском для закрепления на твердых поверхностях вроде камней или дна. Его синтезирует особая железа, которая расположена на единственной ноге животного. «Шелк» моллюсков состоит из белка, но его химический состав сильно варьирует: он может состоять из креатина, полифенольных или других белковых молекул.

Большая часть того, что мы знаем о биссусе, относится к морским видам двустворчатых вроде мидий. Поэтому авторы новой статьи для PNAS решили изучить «шелк» обитателей пресных вод — дрейссен (Dreissenidae). Это тем более важно, что дрейссены представляют собой инвазивные виды, которые активно захватывают озера и реки Северной Америки.

Ученые сочетали методы спектроскопии, рентгеноструктурный анализ и протеомику, чтобы узнать химический состав и структуру биссуса дрейссенид. Белок в его основе оказался уникальным: он состоит главным образом из структурных единиц, которые называют кристаллиновыми бета-листами, и они характерны для белка паучьего шелка.

При этом исходно в ноге дрейссены синтезируется другой белок, имеющий структуру типа спиральной катушки (coiled coil). Более того, он оказался самым крупным из известных белков соответствующей группы. Далее этот белок-предшественник меняет свою структуру из-за механического воздействия (процессинга) и лишь затем превращается в тот, что похож на белок паука. В дальнейшем он и помогает моллюску закрепиться на дне.

Дрейссены, мидии и их биссус
Дрейссены, мидии и их биссус (A-C); эволюционное древо дрейссенид (D) / © M. Simmons et al., 2023

Не менее удивительно происхождение уникального белка дрейссен. Авторы полагают, что им моллюски обязаны бактериям. Примерно 12 миллионов лет назад кодирующий его ген попал в ДНК дрейссен путем горизонтального переноса. Механизм сплошь и рядом используют бактерии для обмена генами между собой, но изредка в нем также участвуют растения или животные.

Новое исследование помогает понять, как лучше «откреплять» опасных инвазивных моллюсков и защитить от них экосистемы. С другой стороны, уникальный белок дрейссены вполне может быть использован для создания новых, прочных и устойчивых в воде материалов и биосовместимых полимеров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Сегодня, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

10 июля
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

Позавчера, 12:45
Татьяна

Открытая недавно планета LHS 1140 b заинтересовала ученых как потенциально обитаемая. В новой работе канадские исследователи подтвердили, что это, скорее всего, мир с теплым океаном, окутанным насыщенной азотом атмосферой.

10 июля
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

8 июля
Полина Меньшова

Ученые из Великобритании предложили психофизиологическую модель, объясняющую, как именно физические упражнения облегчают симптомы депрессии. Особенно она применима к аэробной нагрузке, например ходьбе, подъему по лестнице, бегу.

Сегодня, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно