Близкие родственники эукариот раскрывают тайны их происхождения
Японские учёные впервые вырастили в лаборатории два штамма архей Heimdallarchaeia — ближайших известных родственников эукариот, к которым относятся животные, растения и грибы, — и получили самое ясное на сегодня представление о том, как мог выглядеть и жить археальный предок эукариот
Работой руководили Хироюки Имачи и Масару К. Нобу из японского агентства JAMSTEC, в ней участвовал Сатоси Накагава из Киотского университета. Археи — одноклеточные микроорганизмы, внешне похожие на бактерии. По ДНК из окружающей среды Heimdallarchaeia считались ближайшей к эукариотам группой архей, и некоторые учёные предполагали, что у них уже есть сложное внутреннее строение или способность использовать кислород. Проверить это не удавалось: в лаборатории их ещё никто не выращивал. Оказалось, что внутреннее устройство обоих штаммов довольно простое — в клетках нет мембранных органелл вроде ядра. При этом поверхность клеток сложная: она образует множество длинных ветвящихся выступов.
Эти выступы помогают археям прикрепляться к другим микроорганизмам и вступать с ними в симбиотические отношения. Оба штамма — анаэробы: кислород для жизни им не нужен. При этом один из штаммов имеет несколько систем защиты от кислорода и может расти при его небольшом количестве — но только если рядом есть аэробные бактерии, которые используют кислород.
Результаты поддерживают гипотезу, что сложное внутреннее строение эукариотических клеток возникло благодаря симбиозу с бактериальным предком митохондрий. Вероятно, такое партнёрство началось в среде с низким содержанием кислорода, а бактерия помогала археям справляться с его присутствием. В конечном счёте одна из архей могла включить в свою клетку бактериального предка митохондрий. Это могло сильно изменить её строение и обмен веществ и в итоге превратить её в древнего эукариота.
Выращенные штаммы Heimdallarchaeia станут экспериментальными моделями для изучения происхождения эукариот. Изучая их строение и связи с микробами-партнёрами, исследователи хотят понять, как простая археальная клетка дала начало сложным клеткам эукариот.
Ранее по теме: Хиральность молекул: открытия Кагана и Соаи приблизили создание лекарств нового поколения
Источник: Kyoto University
