В Сколтехе выяснили, как бактерии с маленьким геномом «экономят» на рибосомных белках
Исследователи из Сколтеха, МГУ и Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича (ИППИ РАН) исследовали геномы около 200 штаммов бактерий, чтобы установить, без каких белков в составе рибосомы можно обойтись и почему клетка может нормально функционировать и без них.
Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution. Рибосома представляет собой универсальный клеточный механизм, присутствующий у всех эукариот и прокариот и отвечающий за процесс синтеза белка, который иначе называют процессом трансляции. Рибосома включает два основных компонента – малую и большую рибосомные субъединицы, состоящие из рибосомных молекул РНК (рРНК) и рибосомных белков.
Состав этих главных «фабрик по производству белков» у всех клеток практически одинаков, однако существуют данные, подтверждающие, что некоторые бактерии могут обходиться без полного набора рибосомных белков. В данном исследовании ученые попытались определить, какие из белков жизненно необходимы для нормального функционирования рибосомы, а какие нет.
Вице-президент Сколтеха по биомедицинским исследованиям профессор Михаил Гельфанд и его коллеги проанализировали состав рибосомных белков 214 относительно небольших геномов бактерий. Исследователи определили набор часто «теряемых» белков и показали, что лишь девять рибосомных белков абсолютно консервативны, а каждый из остальных 48 был утрачен хотя бы в одном штамме из рассматриваемого набора.
«Для эндосимбионтов − бактерий, живущих внутри других бактерий или клеток-эукариот, характерны крошечные геномы. Находясь в неизменной среде и не подвергаясь активному отбору, они могут терять относительно менее значимые гены, причем даже те, которые для свободноживущих бактерий абсолютно необходимы – это похоже на многоклеточных паразитов, у которых нередко исчезают целые органы.
Считается, что рибосома – одна из самых стабильных структур клетки, у которой, как правило, сохраняется стандартный набор белков. Но ясно, что бактерии, имеющей всего 121 ген (таков рекордно маленький размер генома бактерий), невозможно отдать пятьдесят с лишним на кодирование рибосомных белков, и поэтому некоторые из них теряются. Нам удалось показать, что эти потери происходят не случайно и подчиняются определенным закономерностям», − отметил профессор Гельфанд.
Вероятность потери рибосомных белков в малой субъединице была меньше, чем в большой, а наиболее часто теряемые белки оказывались на поверхности рибосомы, где они образовывали меньше связей с другими компонентами рибосомы. Более того, эти наиболее часто теряемые белки появились в рибосоме на более поздних этапах эволюции, поэтому когда вставал вопрос о том, какими рибосомными белками пожертвовать, бактерии, видимо, действовали по принципу «последним пришел, первым ушел».
Исследователи также установили, что наибольшие потери белков произошли у трех бактерий с самыми короткими геномами в выборке, и выявили отрицательную корреляцию между размером генома и количеством сохранившихся рибосомных белков. Тем не менее, поскольку рибосомные белки входят в комплект «основных рабочих инструментов» клетки, они, как правило, одними из последних покидают уменьшающийся бактериальный геном.
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
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