17 февраля 2020, понедельник, 16:23
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

25 декабря 2017, 10:00

Уникальный вид Ancoracysta twista

Новая клеточная органелла в форме якоря, названная анкорациста, служащая для охоты на жертву
Новая клеточная органелла в форме якоря, названная анкорациста, служащая для охоты на жертву
Денис Тихоненков

Российские ученые вместе с иностранными коллегами открыли одноклеточный организм Ancoracysta twista с необычными стрекательными клетками. Найденный на образце коралла из тропических морей микроорганизм принадлежит к абсолютно новой линии, а его геном ставит под вопрос всю сложившуюся картину эволюции и родства эукариот – организмов с ядром в клетках. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале Current Biology, кратко о них рассказывает пресс-релиз РНФ.

«Открыт новый представитель одноклеточных, названный Ancoracysta twista. Он представляет собой отдельную, неизвестную ранее эволюционную линию древа жизни уровня царства, – рассказывает один из авторов статьи Денис Тихоненков, ведущий научный сотрудник Института биологии внутренних вод Российской академии наук. – Организм имеет уникальную морфологию – строение и форму. Проведенный анализ показал, что митохондриальные гены в ходе эволюции были утеряны много раз независимо в различных группах эукариот, в противоположность однократной крупномасштабной потере генов у общего предка всех эукариотических организмов».

Эукариоты – организмы, в клетках которых есть ядро и много сложных структур, – это огромная группа с запутанными родственными связями. Вопросы, кем был, как давно жил и как выглядел последний общий предок человека и мухомора, амебы и финиковой пальмы, давно волнуют биологов. Деревья родства перестраиваются в согласии с последними молекулярными данными, и даже термин «царство» теряет прежнее значение, поскольку трудно разобраться, какая группа находится внутри другой.

Кроме самого заметного отличия всех эукариот объединяет еще несколько важных черт, например, наличие митохондрий. У этих органелл (буквально «маленьких органов») есть собственный геном и способность самостоятельно синтезировать белки и даже размножаться внутри эукариотической клетки. По этим и ряду других причин в биологии считается устоявшимся фактом, что митохондрии, которые обеспечивают клетку энергией, когда-то были свободноживущими бактериями, но потом были поглощены первыми эукариотами на заре их эволюции. После этого эукариоты не переварили их, а сохранили внутри себя, породив симбиоз длительностью более миллиарда лет.

Сейчас в любой эукариотической клетке есть либо митохондрии, либо «следы» их пребывания или их гены, встроившиеся в ДНК ядра. Распадаться такому союзу было невыгодно: он мог производить на порядки больше энергии, что и позволило эукариотам достичь многоклеточности и других уровней сложности, которые бактерии не могут себе позволить. Со временем митохондрии избавлялись от ставших ненужными после переселения в чужую клетку генов, а часть их генов переместилась в ядро.

Поскольку эукариоты вступили в симбиоз вскоре после своего возникновения, и это вполне могло быть одиночное событие (как писал Ник Лейн в статье к 50-летию теории симбиотического происхождения митохондрий), а не параллельный процесс во многих группах, различия в геномах митохондрий должны многое сказать о родстве и эволюции эукариот. Ученые предполагали, что чем древнее линия эукариот, тем сложнее геном их митохондрий, поскольку к моменту появления линии он еще не успел упроститься. Однако геном митохондрий Ancoracysta twista свидетельствует о неверности этой идеи.

Изучив сходство Ancoracysta twista с другими организмами по последовательностям 201 очень медленно эволюционирующего ядерного белка, биологи установили, что этот организм очень далек от всех известных групп эукариот. Анализ эволюции митохондриальных белков Ancoracysta twista привел ученых к выводу, что упрощение митохондриального генома шло не с постоянной скоростью. Ученые обнаружили две основные волны переноса митохондриальных генов в ядро. Первая волна примерно совпала с периодом существования последнего общего предка эукариот. В ходе нее гены перемещались группами, функционирующими вместе. Таким образом, изменения, произошедшие в этот период, затронули все существующие сейчас эукариотические организмы. Вторая волна происходила позже, параллельно в разных группах, поэтому ее последствия у разных живых организмов отличаются. Она была очень растянута во времени, что и сделало ее похожей на постоянный поток отдельных генов.

Кроме того, митохондриальный геном открытого одноклеточного оказался третьим по величине из известных. По числу кодирующих белок генов он уступает лишь митохондриальным геномам малоизученных одноклеточных из группы Экскавата (Excavata) и загадочного жгутиконосца Diphylleia rotans, пока не имеющего стабильного положения на древе эукариот. Экскаваты – эта одна из пяти огромных групп эукариот по пересмотру классификации 2012 года, однако ранг некоторых таксонов до сих пор обсуждается, и таких гигантских групп внутри эукариот может оказаться до 12. Поэтому данные о геноме Ancoracysta twista еще больше подогревают подобные споры.

Необычность Ancoracysta twista заметна и внешне. Основание его стрекательных органелл (анкорацист) по форме напоминает амфору, а внутри находится «стрела» и семь цилиндров. Этот аппарат «выстреливает» и поражает добычу – Procryptobia sorokini, тоже относящихся к группе Экскавата, или других простейших. Помимо необычных стрекательных структур, давших им название, Ancoracysta twista имеют и другие характерные черты: оболочку из четырех слоев и два жгутика, действующих независимо. Передний жгутик у основания покрыт тонкими ворсинками, а задний имеет на конце короткую вращающуюся лопасть.

«Открытие Ancoracysta twista, о существовании которой не было известно в течение более двух веков пристальных микроскопических исследований и двух десятилетий изучения библиотек природных сиквенсов ДНК подчеркивает, что наши знания о разнообразии одноклеточных эукариот чрезвычайно скудны, и что в природе, вероятно, существуют и другие организмы, подобные A. twista, – подчеркивает Денис Тихоненков.

Исследование было выполнено Денисом Тихоненковым и Александром Мыльниковым из Института биологии внутренних вод РАН совместно с учеными из Университетского колледжа Лондона, Государственного университета Сан-Диего и Университета Британской Колумбии и Университета Уппсалы (Швеция).

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.