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

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.



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