Загадка походження мітохондрій відкрита!

Біологи вперше перетворили вільноживучу бактерію в внутрішньоклітинного симбіонта, повторивши еволюційну історію появи мітохондрій.



Навіть дуже далекі від біології люди пам’ятають, що мітохондрії — це «електростанції» еукаріотів, необхідні для вироблення енергії в формі хімічних зв’язків в молекулах АТФ. Вони оточені власними подвійними мембранами і навіть містять невеликий власний геном, який багатьма рисами нагадує геном деяких бактерій. Не дивно, що основною теорією їхнього походження багато років залишається гіпотеза ендосимбіозу.

Вона передбачає, що мітохондрії колись були вільноживучими бактеріями, які близько 1,5 мільярда років тому опинилися поглинені клітиною археї і з часом утворили з нею нерозривний зв’язок. Така «химерна» клітина стала повноцінним еукаріотом і згодом дала початок і рослинам, і грибам, і тваринам. Нещодавно цей процес вперше вдалося (з певною мірою умовності) відтворити в лабораторії. Для цього команда всесвітньо відомого біохіміка Пітера Шульца (Peter Schultz) скористалася чудово вивченими організмами — дріжджами S. cerevisiae і бактеріями кишкової палички E. coli.

У статті, опублікованій в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, вчені відзначають, що перетворення вільноживучих бактерій у внутрішньоклітинних симбіонтів виявилося куди простішим, ніж розраховували автори. Для цього вони, зрозуміло, «відключили» власні мітохондрії дріжджів, а крім того, гени кишкової палички, що дозволяють бактерії синтезувати необхідний для них вітамін В1 (тіамін). Таким чином, і ті і інші організми могли «запропонувати» один одному щось дуже важливе для виживання.

Залишалося доповнити бактерії транспортними білками, що переносять АТФ і АДФ через їхню мембрану.

Згодом бактеріальні клітини руйнувалися і переварювалися клітиною «господаря», проте вчені внесли в дріжджі гени білків SNARE, запозичені у хвороботворних хламідій, які перешкоджають роботі лізосом і інших внутрішньоклітинних «систем утилізації». Цього виявилося достатньо: кишкові палички виживали всередині дріжджів протягом десятків поколінь. Мікроби успішно виробляли і виділяли АТФ і самі, в свою чергу, отримували від дріжджів тіамін, як при дійсно взаємно корисному симбіозі.

Джерело: https://medicapp.ru



Залишити відповідь