Материалы портала «Научная Россия»

Найден первый эукариот без митохондрий

Найден первый эукариот без митохондрий
Это одноклеточное животное, обитающее в кишечнике шиншилл, где нет кислорода, нужного митохондриям для выработки энергии, зато вокруг в достатке питательных веществ, которые легко химически расщеплять.

Биологи из Карлова университета в Праге (Чехия), под руководством постодока Анны Карнковской (Anna Karnkowska), судя по всему, обнаружили первый эукариотический (то есть имеющей в своих клетках ядра) организм, лишенный митохондрий — органелл, служащих клеткам «энергетической станцией». Статью об этом, опубликованную в журнале Current Biology, пересказывает сайт журнала Science.

Уникальный организм, обнаруженный учеными — это одноклеточное животное, жгутиконосец из рода Monocercomonoides. Забавно, что чешские биологи выделили его из экскрементов шиншиллы, живущей дома у одного из сотрудников лаборатории. Поскольку жгутиконосец относился к группе микробов, по поводу которой у ученых было подозрение, что у некоторых из ее представителей нет митохондрий, Карнковская с коллегами решили его проверить.

Расшифровав полный геном эукариота, авторы статьи не нашли в нем никаких митохондриальных генов (которые, теоретически, должны были быть, поскольку митохондрии обладают собственным ДНК). Более того, углубленный анализ показал также, что у этого представителя рода Monocercomonoides нет даже ни одного из ключевых белков, которые позволяют митохондриям функционировать. Иначе говоря, у него попросту нет митохондрий.

Как же этот жгутиконосец живет без «энергетических станций» в своей клетке? Очень просто: в кишечнике грызуна, в котором он обитает, в достатке питательных веществ, которые эукариот расщепляет с помощью ферментов, содержащихся в его цитоплазме (внутриклеточной жидкой среде). Зато в кишечнике шиншиллы нет кислорода, без которого митохондрии все равно работать не могут.

Надо сказать, что митохондрии играют в клетках и еще одну важную роль: они накапливают железо и серу, которые нужны для синтеза многих важных белков. Однако Monocercomonoides и здесь нашел альтернативное решение: похоже, он «позаимствовал» некоторые гены бактерий, которые позволяют делать это без митохондрий.

Похоже, что уникальный эукариот утратил митохондрии совсем недавно (по меркам эволюции) — у его ближайших родственников эти органеллы все же есть, хотя и уменьшенного размера.

«Это открытие фундаментальной важности, — сказал об открытии коллег из Карлового университета эволюционный биолог Юджин Кунин (Eugene Koonin) из Национального центра биотехнологической информации в Бетесда, Мэриленд (США). — Теперь мы знаем, что эукариоты могут отлично жить без митохондрий».

Эволюционный генетик Франц Ланг (B. Franz Lang) из Монреальского университета (Канада) высказался более осторожно: «Результаты этой работы выглядит очень солидно. Я бы сказал, вероятность того, что они правы, составляет 90%».

Ранее одно время считалось, что митохондрий нет у эукариотического микроба Giardia intestinalis, вызывающего диарею. Однако потом выяснилось, что они у него просто очень сильно редуцированы.

Открытие первого безмитохондриального эукариота заставляет по-новому взглянуть на ранние этапы эволюции жизни на Земле. До сих пор считалось, что наличие митохондрий — непременный признак всех эукариот. Согласно господствующей сейчас теории, митохондрии когда-то были самостоятельными бактериями, но потом наши одноклеточные предки проглотили их и, вместо того, чтобы переварить, поставили себе на службу. Или, согласно другой версии, митохондрии сперва были паразитами, но потом подружились с клеткой. Так или иначе, это объясняет, почему у митохондрий до сих пор сохранилась собственная ДНК.

Напомним, недавно в России был создан уникальный лекарственный препарат, предохраняющий митохондрии клетки от повреждения агрессивными формами кислорода. А в прошлом году мы опубликовали большую статью в двух частях, о грядущих переменах в древе жизни — похоже, систематика будет сильно меняться. См. «Эволюционное древо: перезагрузка. Часть I» и, соответственно, «Эволюционное древо: перезагрузка. Часть II».

monocercomonoides жгутиконосец митохондрии эукариоты

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий