Одноклеточный хищник заставил украденные хлоропласты работать за счет собственных белков
Японские биологи экспериментально подтвердили, что одноклеточный жгутиконосец Rapaza viridis не просто сохраняет проглоченные хлоропласты водорослей, но и поддерживает их работу с помощью белков собственного ядра. Хищник заново собирает систему биохимического контроля над присвоенной органеллой после каждого приема пищи. Это первый доказанный биохимический пример временного молекулярного химеризма у эукариот.
Эволюционная биология утверждает, что хлоропласты и митохондрии когда-то были свободными бактериями, которых поглотили предки современных эукариот. Превращение съеденной добычи в постоянный «орган» занимает миллионы лет. В природе существует клептопластия — способность организмов воровать чужие пластиды и временно использовать их для фотосинтеза, отбрасывая остальную часть клетки-жертвы.
До сих пор исследователи располагали лишь косвенными генетическими данными о том, что ядро хищника отправляет белки внутрь временно украденной органеллы, чтобы продлить ей жизнь. Строгих биохимических доказательств такого молекулярного взлома не существовало.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, изучили клептопластию у одноклеточного эвгленозоя Rapaza viridis, который поедает зеленые водоросли рода Tetraselmis. Хищник переваривает ядро и цитоплазму жертвы, оставляя нетронутыми хлоропласты, которые затем использует по их назначению, то есть для фотосинтеза. Ученые проанализировали транскриптом жгутиконосца на разных стадиях пищеварения и нашли 37 активных генов, кодирующих белки, похожие на компоненты фотосинтетического аппарата.
Чтобы детально проверить механизм, авторы научной работы выбрали два белка, подобные RvRbcS и RvRca, малой субъединице и активатору фермента Рубиско, ключевого фермента фотосинтеза. Исследователи синтезировали светящиеся антитела, реагирующие только на эти молекулы. С помощью иммунофлуоресцентного микроскопа они проследили путь белков внутри клетки. Светящиеся маркеры показали, что белки хищника успешно проникают сквозь мембраны чужого хлоропласта и скапливаются внутри него.
Затем ученые проверили, так ли уж нужны эти белки хлоропласту. Биологи применили генетический редактор CRISPR/Cas9 и целенаправленно вырезали гены, отвечающие за производство RvRbcS- и RvRca-подобных белков, у хозяина.
Мутация генов резко снизила эффективность фотосинтеза. Клетки с удаленным геном RvRbcS-like вырабатывали кислород вдвое слабее обычных особей. Жгутиконосцы перестали накапливать гранулы полисахаридов (энергетические запасы) и начали массово погибать уже на 22-й день после поглощения водоросли, тогда как здоровые микроорганизмы поддерживают жизнь хлоропласта около пяти недель.
Анализ структуры белка RvRbcS-like помог выявить у него длинный С-концевой участок, которого нет у оригинальных белков водоросли-жертвы. Исследователи предполагают, что этот белковый «хвост» помогает хищнику физически перестраивать пиреноид — внутрихлоропластную зону фиксации углерода — под свои нужды. В отличие от растений, чьи хлоропласты работают как постоянная часть клетки, Rapaza viridis собирает транспортную систему с нуля после каждой успешной охоты.
Эукариоты способны создавать временные гибридные клеточные структуры, объединяя собственные генетические ресурсы с биохимией захваченных пластид. Способность синтезировать белки и целенаправленно отправлять их сквозь мембраны временно поглощенных органелл демонстрирует промежуточный эволюционный этап между обычным хищничеством и полноценным симбиозом.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Сеченовского Университета установили, что возраст существенно меняет реакцию нейронов на ишемический инсульт: у пожилых пациентов клетки мозга быстрее теряют способность поддерживать энергетический обмен и значительно чаще запускают программу клеточной гибели. Эти изменения могут быть одной из причин, почему стандартные нейропротективные подходы нередко оказываются менее эффективными у пациентов старших возрастных групп.
Ученые выяснили, что один из типов иммунных клеток — естественные киллеры — и выделяемые ими микроскопические пузырьки (везикулы) подавляют рост бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам. Более того, в экспериментах эти клетки и их везикулы сделали микроорганизмы уязвимее перед существующими лекарствами. В перспективе такой инструмент может лечь в основу новых антибактериальных препаратов и вспомогательных средств для усиления эффекта традиционных антибиотиков.
Система доставки грузов с орбиты Starfall может приземлить тонну груза в любое место на нашей планете. Однако вскоре на базе сверхтяжелой ракеты и корабля Starship компания Илона Маска планирует развернуть систему доставки намного большей грузоподъемности. Согласно утечкам в СМИ, ею активно интересуются американские военные.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
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.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
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