• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.12.2022
Даниил Сухинов
1
4 494

Ученые нашли «недостающее звено» в эволюции сложных форм жизни

4.7

Путь возникновения на Земле первых по-настоящему сложных организмов — один из главных открытых вопросов в современной биологии. В новом исследовании международная группа ученых детально изучила и впервые визуализировала внутреннее строение «архей Асгарда» — организмов, признающихся промежуточным этапом эволюции сложных форм жизни.

Микрофотография клетки Lokiarchaeum ossiferum со сканирующего электронного микроскопа / © Thiago Rodrigues-Oliveira, University of Vienna

Все формы жизни, найденные на сегодня на Земле, в научной систематике подразделяют на три основных домена: бактерии, археи и эукариоты. Причем именно в таком порядке повышается сложность работы и внутреннего устройства этих организмов. Так, клетки эукариот обычно значительно крупнее и, на первый взгляд, намного сложнее, чем клетки бактерий и архей.

В то же время археи имеют много сходств как с бактериями, так и с эукариотами. С первыми их роднят размер и форма клеток, способ хранения генетической информации, а со вторыми — некоторые гены и метаболические пути. Из этого и возникает предположение, что эволюция сложных форм жизни шла именно по такому пути — от бактерий к археям, а затем к эукариотам. 

Однако нет понимания, как происходил этот эволюционный скачок. Большая часть современных моделей предполагает, что первичная эукариотическая клетка возникла в результате тесного симбиоза архей и бактерий около двух миллиардов лет назад. Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, группа исследователей из Австрии, Швейцарии и Германии подробно изучила ближайших родственников эукариот — асгардских архей, а именно — Lokiarchaeum ossiferum, названных в честь скандинавского бога Локи.

Ранее ученым было известно о существовании в геноме архей так называемых эукариотических сигнатурных белков (ЭСБ) — группы генов, кодирующих белки, обычно встречающиеся у эукариот. Часть из этих белков должна формировать цитоскелет клетки, отвечающий за ее форму и участвующий во внутреннем транспорте молекул. Но точная роль, которую играют ЭСБ в клетках именно архей Асгарда, оставалась неясной.

Микрофотографии, полученные с криоэлектронного микроскопа, и трехмерное графическое представление клеток асгардских архей Lokiarchaeum ossiferum. Синим цветом обозначена мембрана клеток, серым — рибосомы, оранжевым — филаменты цитоскелета / © Rodrigues-Oliveira T. et al., Nature, 2022

Группе ученых под руководством микробиолога Кристы Шлепер (Christa Schleper) из Венского университета впервые удалось накопить достаточное количество клеток архей, крайне чувствительных к малейшим изменениям внешних условий, чтобы изучить их строение под криоэлектронным микроскопом. 

Получив трехмерные изображения внутренних клеточных структур, исследователи обнаружили, что клетки архей состоят из круглых клеточных тел с тонкими, иногда очень длинными отростками, а также содержат обширную сеть актиновых филаментов (частей цитоскелета), которые ранее считались уникальными для эукариотических клеток. Значит, обширные структуры цитоскелета возникли у архей еще до появления первых эукариот.

«Наш новый организм, названный Lokiarchaeum ossiferum, обладает большим потенциалом для дальнейшего исследования ранней эволюции эукариот, — пояснила ведущий автор статьи Криста Шлепер. — Потребовалось шесть долгих лет, чтобы получить стабильно растущую до высоких концентраций культуру, но теперь мы можем использовать этот опыт для многих биохимических исследований, а также для культивирования других асгардских архей».

Результаты исследования подробно изложены в статье, опубликованной в журнале Nature.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
5 часов назад
Ольга Иванова

Немецкие ученые проанализировали данные общенациональных исследований и пришли к выводу, что с марта 2022 года в больницах Германии с поразительной частотой наблюдаются случаи устойчивости к антибиотикам последней инстанции. Выяснилось, что неубиваемые патогены, по-видимому, принесли в страну украинские беженцы.

Позавчера, 19:19
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

Вчера, 13:41
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

5 часов назад
Ольга Иванова

Немецкие ученые проанализировали данные общенациональных исследований и пришли к выводу, что с марта 2022 года в больницах Германии с поразительной частотой наблюдаются случаи устойчивости к антибиотикам последней инстанции. Выяснилось, что неубиваемые патогены, по-видимому, принесли в страну украинские беженцы.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Асгард.. Локи.. небесный город богов.. необыкновенные ум, хитрость и мудрость.. Всё это так романтично.. и многоговоряще.. Успехов в дальнейших исследованиях.
Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: