Ученые раскрыли тайну эффективности крокодильего гемоглобина
Возможность гемоглобина крокодила связывать и удерживать кислород определяется не фосфатами, как у большинство позвоночных, а бикарбонатами. Это позволяет этим рептилиям оптимально использовать кислород и долгое время оставаться под водой. Чтобы выяснить, как появился такой белок, ученые реконструировали гемоглобин современных и древних крокодилов, а также архозавров. Оказалось, что его эффект обеспечивают не отдельные мутации, а их сложные комбинации.
Успех крокодила как высшего хищника заключается в его умении долго оставаться под водой, карауля свою жертву. Эту способность обеспечивает уникальная структура белка гемоглобина, который доставляет кислород из его легких в ткани с медленной, но постоянной скоростью. Уникальность крокодильего гемоглобина заставила ученых задаться вопросом, почему из всех позвоночных лишь этим рептилиям достался такой белок.
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи из Университета Небраски в Линкольне (США) воссоздали гемоглобин архозавра — последнего известного общего предка птиц и крокодилов, жившего 240 миллионов лет назад, а также общего предка современных крокодилов возрастом 80 миллионов лет. Оказалось, что такой уникальный гемоглобин появился лишь у крокодилов. Причем вместо нескольких ключевых аминокислотных замен его свойства обеспечивает 21 сложно взаимосвязанная мутация. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
У большинства позвоночных способность гемоглобина захватывать и удерживать кислород определяется молекулами, известными как органические фосфаты. Именно они, присоединяясь к гемоглобину, заставляют его выпустить кислород. Однако у крокодилов и аллигаторов роль фосфатов играют бикарбонаты, образующиеся при распаде углекислого газа. Так как ткани в процессе жизнедеятельности производят много углекислого газа, образуется и бикарбонат. Его количество определяет то, как кислород будет распределен по организму, и гарантирует, что его получат ткани, которые больше всего в нем нуждаются.
Сравнение гемоглобинов архозавра и древнего крокодила помогло выявить изменения в аминокислотном составе белков. Чтобы проверить, какие из них имеют наибольшее значение, ученые добавляли определенные специфичные для крокодилов мутации в гемоглобин архозавра, и оценивали его функции.
Вопреки общепринятому мнению оказалось, что эволюционные изменения в реакции гемоглобина на бикарбонаты и фосфаты были вызваны различными наборами мутаций, так что усиление одного механизма не зависело от потери другого. Хотя нескольких аминокислотных замен было достаточно для исчезновения сайта связывания фосфатов, необходимо было множество других изменений, чтобы полностью устранить чувствительность гемоглобина к фосфатам. Примерно таким же образом две мутации, по-видимому, напрямую вызывают появление чувствительности к бикарбонату, но только другие белковые изменения позволили гемоглобину крокодилов стать настолько эффективным.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
В настоящее время для выращивания сельскохозяйственных культур используют минеральные и органические удобрения. Проблема в том, что неорганические соединения со временем закисляют почву и при длительном или избыточном внесении способствуют накоплению в ней тяжелых металлов. Органические удобрения могут содержать болезнетворные бактерии и антибиотики, которые вредят почвенной микрофлоре. Поэтому в качестве альтернативы ученые рассматривают возможность использования в качестве удобрения микроводорослей, обитающих в пресных и морских водах. Однако их массовому применению в сельском хозяйстве мешает высокая себестоимость производства. Ученые Пермского Политеха впервые нашли способ сделать такое удобрение более доступным. Они вырастили микроводоросли на дымовом газе, имитирующем газовые выбросы промышленных предприятий, который обычно выбрасывают в атмосферу. Испытания показали, что длина и масса проростков увеличились на 13 процентов, всхожесть выросла до 97 процентов, а скорость прорастания — на шесть процентов. При этом новое удобрение более безопасно: оно не накапливает токсины, полностью разлагается и не содержит патогенов и антибиотиков.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Масштабный анализ ДНК показал, что леопарды в Капской области ЮАР измельчали не из-за случайных мутаций при вырождении популяции, а в результате целенаправленной эволюционной адаптации к местной среде обитания.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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