Білок для «гравітаційного кристала» закодований в гені, який гриб колись запозичив у бактерії.

 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року
 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року. Всі предмети! Детальніше...

 

Пліснявий грибок навчився відчувати гравітацію завдяки бактеріям

Плодові тіла гриба Phycomyces blakesleeanus. (Фото: markbower47 / Flickr.com)

Коли поживних речовин навколо стає мало, пліснявий грибок Phycomyces blakesleeanus чинить так само, як багато інших грибів – він формує плодові тіла зі спорами. Спори можуть пережити несприятливі умови, крім того, їх можна відправити кудись в нове місце, де жити, може бути, буде простіше. Плодові тіла грибка тягнуться від міцелію вгору, щоб краще розкидати спори. Але як гриб розуміє, де верх, а де низ?

Відомо, що P. blakesleeanus відчуває гравітацію: в його клітинах є великі мембранні бульбашки-вакуолі, в яких плаває білковий кристал. Кристал цей досить великий, і тому намагається впасти на дно вакуолі, і гриб, відчуваючи переміщення кристала, робить висновок, в який бік потрібно відрощувати плодове тіло.

Дослідники з Національного університету Сінгапуру вирішили дізнатися докладніше, з якого білка зроблений «гравітаційний кристал» і що за ген його кодує. У статті в PLоS Biology йдеться, що білок, який отримав назву OCTIN, закодований в гені, який гриб колись отримав від бактерії: порівняння генетичних послідовностей показало, що у гена octin є явні бактеріальні родичі.

Само по собі це не так уже й дивно: ми неодноразово писали про так зване горизонтальне перенесення генів, коли послідовності ДНК передаються не по вертикалі, не від батьків до дітей (тобто не від батьківської клітини до дочірньої), а по горизонталі, між дорослими клітинами.

Горизонтальне перенесення генів надзвичайно широко поширене серед бактерій і архей, і останнім часом з’являється все більше повідомлень про те, що воно відбувається і серед еукаріотичних організмів (до яких відносяться і гриби), і що гени таким чином можуть подорожувати навіть між різними царствами – наприклад , між бактеріями і грибами. Скажімо, вміння співпрацювати з іншими рослинами з’явилося у грибів якраз завдяки бактеріальним генам. І предок P. blakesleeanus цілком міг запозичити свій octin у якої-небудь бактерії.

Пліснявий грибок навчився відчувати гравітацію завдяки бактеріям

Плодові тіла гриба Phycomyces blakesleeanus і фото вакуолі з кристалом білка всередині. (Фото: Tu Anh Nguyen / The National University of Singapore)

Але у самих бактерій, в клітинах для великих білкових кристалів просто немає місця. Ті бактеріальні білки, які виявилися близькі грибковому OCTIN, теж складаються в кристалічні структури, але тільки в дуже маленькі. Тому здатність білка кристалізуватися в природних умовах слід було якось розвинути. Дійсно, у грибкового OCTIN в ході еволюції з’явилося більше амінокислот, які допомагають міцно скріпити різні молекули білка одну з одною (тобто в ході природного відбору перевагу мали ті екземпляри гриба, у яких в білку з’являлися відповідні мутації).

Також з’ясувалося, що відразу після синтезу OCTIN кристалізується погано, і щоб він почав кристалізуватися добре, його потрібно розрізати на дві частини – тільки після такої операції вийде досить великий кристал. Але фермент, який ріже OCTIN, є тільки в тій самій вакуолі. Таким чином, збірка «гравітаційного кристала» відбувається тільки там, де потрібно.

Не зовсім зрозуміло, для чого цей білок був необхідний тій бактерії, від якої грибок його отримав, і що цей білок, поки ще не здатний формувати великі кристали, робив спочатку в самому грибку. Можливо, що навіть у вигляді дуже невеликих частинок він все одно якось допомагав розрізняти верх і низ, нехай і не дуже ефективно.

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

До речі кажучи, схожий білок взяли у бактерій і гриби іншого роду, Oomyces, але чи працює він у них таким же гравітаційним датчиком або ж виконує якусь іншу функцію, стане ясно після подальших досліджень.

Джерело: https://www.nkj.ru





Залишити відповідь