Споры H. salminicola, у которых отсутствует митохондриальный геном и способность к аэробному дыханию
© Stephen Douglas Atkinson via EurekAlert
Биологи открыли паразитический организм, который полностью избавился от митохондрий – главных "энергостанций" клетки, которые для извлечения энергии из питательных веществ используют кислород. Описание этих животных и возможные пути их эволюции опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Фактически все существующие сейчас многоклеточные животные, растения и грибы не могут жить без кислорода. Мы открыли уникального паразита лососевых, который не только потерял часть генов, связанных с кислородным дыханием, но и "изобрел" новый вариант бескислородного расщепления питательных веществ", – пишут ученые.
Так называемые эукариоты – организмы, у которых есть сложные клетки с обособленным ядром, появились в результате того, что их предки поглотили и ассимилировали различные бактерии и археи. Ключевой стадией этого процесса, как считают ученые, было появление митохондрий, клеточных "энергетических станций", которые синтезируют основную "энерговалюту" клеток – молекулы АТФ.
Об этом говорит то, что митохондрии отделены от остальной части клетки двойной мембраной, которая похожа на оболочку микробов. Кроме того, у них есть своя собственная ДНК и система синтеза белков. Учитывая критически важную роль митохондрий, многие биологи считают, что их "приручение" произошло на самых первых этапах эволюции многоклеточных живых существ – еще до того, как разделились предки простейших, животных, грибов и растений.
В прошлом ученые считали, что митохондрии есть у всех эукариотических организмов, однако недавно выяснилось, что из этого правила есть исключения. К их числу относятся некоторые подвиды омелы – паразитического цветочного растения, а также грибки и простейшие, которые живут в кишечнике и прочих бескислородных средах. Их изучение поможет понять, как именно и когда возникли митохондрии.
Уникальный организм
Изучая генетическое разнообразие паразитов из подтипа Myxozoa,авторы новой статьи открыли первый пример того, как многоклеточное животное, далекий родич гидр и медуз, пережил аналогичную потерю, а также "изобрел" новую методику расщепления питательных веществ.
Ученых интересовало, как в ДНК этих паразитических беспозвоночных существ различается структура генов, которые отвечают за развитие митохондрий. Сравнивая эти расхождения, биологи надеялись больше узнать о том, как происходили "приручение" этих органелл и весь процесс эволюции эукариот в целом.
К удивлению исследователей, вместо этого они натолкнулись на пока единственный пример того, как многоклеточное животное полностью "разучилось" дышать. Как выяснили авторы статьи, весь набор генов, связанных с работой и сборкой новых митохондрий, в ДНК паразита вида Henneguya salminicola не просто поврежден, его полностью нет.
Вместо этого паразит опирается на уникальную цепочку генов, благодаря которой он расщепляет сахара, не опираясь на ферменты из митохондрий. Ученые пока не выяснили, как именно работает его обмен веществ, так как для этого нужно научиться размножать этот организм в лаборатории. Биологи планируют сделать это в ближайшее время.
С другой стороны, по словам исследователей, уже сейчас можно сказать, что этот набор генов не похож на те цепочки ДНК, которые приспособили для аналогичных нужд омела и прочие эукариоты, разучившиеся "дышать". Их изучение, как надеются биологи, позволит создать препараты, которые могли бы бороться с эпидемией Henneguya salminicola среди семги и прочих видов лососевых рыб.
Nauka.tass.ru
Источник: family-port.ru
