• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
27 июня
Михаил Орлов
3 030

Тубулин Одина помог разобраться в эволюции ядерных клеток

4.3

Эукариоты, или ядерные — самые сложноустроенные из живых клеток, давшие начало всем многоклеточным существам. Биологи узнали об их возникновении больше благодаря изучению тубулина Одина — белка клеточного скелета одного из «архей Асгарда», ближайших родственников эукариот.

Микротрубочки и молекула кинезина, которая тащит вдоль них везикулу
Микротрубочки и молекула кинезина, которая тащит вдоль них везикулу / © John Leibler

Современные биологи разделяют все живое на три группы по типу организации клетки — это так называемые домены жизни. К первому относят бактерии, просто устроенные микробы без ядра. Второй домен — эукариоты, сложные клетки с ядром и другими органеллами, к которым относят различных протистов и всех многоклеточных (включая растения и животных).

Третью группу выделили намного позже других — это археи (их раньше еще называли архебактерии), сильно напоминающие бактерии по размеру и строению клеток. Они тоже очень мелкие, всегда одноклеточные и лишены ядра. Однако, когда ученые побольше узнали об устройстве архей на молекулярном уровне, были удивлены: эти клетки совмещают в себе отдельные свойства и бактерий, и эукариот.

На самом деле, археи стали прародителями всех эукариот, включая человека. На заре эволюции, более 2,7 миллиарда лет назад, начался один из самых важных и устойчивых симбиозов. Тогда некоторые бактерии поселились внутри крупной археи, став ее митохондриями (позднее также хлоропластами растений) — так и возникли первые ядерные клетки. Выходит, все животные и растения «населены» древними микробами, ставшими их неотъемлемой частью.

Важной вехой в понимании этих давних событий стало открытие асгардархей, то есть «архей из Асгарда». Асгард — огороженный город богов в скандинавской мифологии. Такие археи представляют собой ближайших родственников эукариот и имеют с ними общие черты. Отдельные группы этих «кузенов» эукариот назвали в честь скандинавских богов Локи, Тора, Одина и Хеймдалля.

В центре внимания нового исследования японских ученых оказались одинархеи — часть одноклеточного Асгарда, названная в честь Одина — верховного божества, шамана и мудреца. Авторы статьи в Science Advances сосредоточились на одном из белков одинархеи, живущей в черных курильщиках, — тубулине Одина. Тубулин образует длинные микротрубочки, часть клеточного скелета. своеобразной «клеточной арматуры», которая нужна для поддержания формы клетки, ее деления и направленного транспорта веществ.

Возникновение тубулина стало важным этапом на пути усложнения клеток и их эукариотизации — перехода к ядерной структуре. Лишь благодаря ней на Земле появились все многоклеточные существа, включая растения, грибы и животных. Как правило, бактерии и археи лишены тубулина, однако одинархеи, как оказалось, имеют похожий на него (то есть гомологичный) белок — тубулин Одина.

Место асгардархей в системе живого / © Eva Fernandez-Caceres

Биохимики тщательно исследовали его с помощью криоэлектронной микроскопии, специфических красителей и молекулярного моделирования. Они обратили особое внимание на процесс сборки микротрубочек и смогли сделать довольно неожиданные выводы.

«Структура его филамента (нитевидного комплекса, образованного тубулином Одина, — Прим. ред.) оказалась неожиданной. Диаметр составил 100 нанометров — это намного больше, чем у тубулина эукариот, — поделился Акихиро Нарита (Akihiro Narita) из Университета Нагои (Япония). — Архитектура также уникальна. Молекулы сначала полимеризуются в небольшие дуги, а затем собираются в нечто вроде спиральной пружины. Мы можем рассматривать эту структуру как переходное звено эволюции между FtsZ (гомологом тубулина у бактерий, который также способен полимеризоваться в виде колец) и тубулином растений и животных».

Авторы заключают, что функциональный тубулин впервые возник еще у одинархеот и по большому счету унаследован эукариотами в готовом виде. Выходит, жесткий и прочный тубулин появился раньше первых ядерных клеток и стал их важной предпосылкой. Это могло быть связано с увеличением генома древних клеток — в процессе деления им приходилось перемещать все большие грузы на большие расстояния.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

Позавчера, 14:54
Сергей Васильев

Крошечные маячки помогли ученым следовать за мигрирующими насекомыми в небольшом самолете, показав, что те уверенно ориентируются в пространстве, перелетая на тысячи километров.

Вчера, 15:23
Анна Новиковская

Со школьной скамьи мы знаем, что для того, чтобы зародилась жизнь, требуются два вида клеток — яйцеклетка от матери и сперматозоид от отца. Теперь, похоже, от этой давней догмы придется отказаться: группе израильских ученых удалось получить эмбрион мыши из стволовых клеток.

Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

12 августа
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

12 августа
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: