Древние предки эукариот научились дышать кислородом до симбиоза с бактериями
Исследование международной группы биологов показало, что асгард-археи, ближайшие микробные родственники эукариот, обладают генетическим аппаратом для кислородного дыхания. Это открытие опровергло представления о том, что общие предки всех растений, грибов и животных были строгими анаэробами и жили в бескислородной среде. Вероятно, археи научились использовать кислород еще до симбиоза с бактериями, которые впоследствии стали митохондриями.
Происхождение эукариотической клетки остается одной из главных загадок биологии. Долгое время господствовала модель, согласно которой анаэробная архея, жившая в бескислородных условиях, поглотила аэробную бактерию, ставшую впоследствии митохондрией.
Считается, что именно этот союз обеспечил предков эукариот энергией для создания цитоскелета и сложной системы внутреннего транспорта. Однако дефицит данных о диких асгард-археях мешал проверить, какими метаболическими способностями обладали эти микробы до начала симбиоза.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature, проанализировали пробы морских осадков из залива Бохайвань у берегов Китая и глубоководного бассейна Гуаймас в Калифорнийском заливе. Ученые обработали 10 терабайт данных секвенирования и восстановили 869 метагеномно-собранных геномов асгард-архей. Это почти вдвое превышает объем всех накопленных ранее знаний об этой группе. Особое внимание ученые уделили классу Heimdallarchaeia и отряду Hodarchaeales, которые считаются наиболее близкими родственниками современных эукариот.
Чтобы определить функции обнаруженных белков, применили нейросеть AlphaFold2. Она предсказала трехмерную структуру ферментов и подтвердила их участие в энергетических процессах. Биологи также сопоставили генетические профили микробов с экологическими параметрами мест их обитания, чтобы выяснить, в каких условиях современные потомки архейного предка чувствуют себя лучше всего.
Анализ показал, что у группы Hodarchaeales присутствует полный набор генов для работы дыхательной цепи. Эти микробы способны самостоятельно синтезировать гем и нейтрализовать токсичные побочные продукты дыхания. Также в геномах нашли регуляторный белок CoxD, который у современных эукариот управляет сборкой дыхательных комплексов.
Выяснилось, что современные асгард-археи населяют не только лишенные воздуха глубоководные разломы, но и обычные прибрежные осадки с умеренным содержанием кислорода. Строение их мембранных гидрогеназ указывает на наличие субъединиц, которые повышают эффективность синтеза АТФ. Согласно молекулярным моделям, адаптация к кислороду в этой линии могла начаться за 50 миллионов лет до кислородной катастрофы, когда уровень O2 на планете стал расти из-за деятельности цианобактерий.
Результаты исследования означают, что архея-хозяин была метаболически сложнее и автономнее, чем предполагали ранние модели эукариогенеза. Кислородное дыхание, вероятно, появилось у предков эукариот еще на досимбиотической стадии. Высокая энергетическая отдача от использования кислорода послужила топливом для раннего усложнения клетки, а последующее поглощение митохондрии лишь усилило уже существующие аэробные возможности организма.
Telegram 
Дзен 
VK После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вполне возможно, что примерно 55 тысяч лет назад неандертальцы обитали гораздо южнее, чем считалось до сих пор. На то, что они могли приспособиться к жизни в условиях пустыни, указали каменные орудия, обнаруженные на Аравийском полуострове.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии