Учёные объяснили тройной симбиоз мучнистых червецов

Исследователи обнаружили, что симбиотическая цепочка помогает главным хозяевам, мучнистым червецам (Planococcus citri — на снимке), не помереть с голоду (фото University of California, Irvine).

Американские исследователи выяснили, каким образом в клетках насекомого живёт бактерия, в которой, как в матрёшке, живёт другая, ещё более мелкая бактерия. В ходе разбирательств обнаружился самый короткий геном, а также прояснилась история появления митохондрий.

В запутанных взаимовыгодных отношениях всех трёх героев нынешней работы разбирались Джон Маккатчеон (John McCutcheon) из университета Монтаны и Кэрол фон Долен (Carol von Dohlen) из университета Юты, открывшая в 2001 году этот «матрёшечный» вид симбиоза.

Исследователи изучили гены двух бактерий — партнёров червецов. Оказалось, что и большая Tremblaya princeps, и её более мелкая обитательница Moranella endobia по отдельности не способны перерабатывать сок растения, на котором «пасутся» насекомые, в аминокислоты для своего хозяина. Однако вместе их слаженные действия приводят к нужному результату. Часть работы достаётся одной бактерии, а другая доводит начатое до конца.

Учёные признают, что пока не понимают, как происходит координация всех процессов – слишком сложна существующая система (иллюстрация Current Biology).

Параллельно американцы установили, что T. princeps обладает самым коротким клеточным геномом среди живых организмов, не являющихся органеллами (есть и такие!) – в его составе всего 121 ген.

Такое положение дел, скорее всего, обусловлено эволюцией симбиотических отношений. Бактерия, находясь в дружественной среде, постепенно избавлялась от собственных генов и соответствующих функций.

Нынешнее открытие укрепляет теорию, гласящую, что нечто подобное произошло много миллионов лет назад с митохондриями — органеллами, которые выполняют функции электростанций в клетках животных, а также с хлоропластами, отвечающими за процесс фотосинтеза в клетках растений. Когда-то они, считают биологи, тоже были бактериями-друзьями, взяли на себя часть метаболических функций и стали постоянными частями клеток хозяев.

Прежняя работа учёных была опубликована в журнале Nature, а нынешняя вышла в Current Biology.



Для борьбы с астмой медики наняли бактерию

7 июля 2011

Учёные вывели бактерию с ядовитой ДНК

1 июля 2011

Бактерии помогли отреставрировать старинные фрески

16 июня 2011

Открыта виртуозная подделка человеческих белков смертельными бактериями

2 июня 2011

Биологи объяснили свободное дыхание первых животных

16 мая 2011
  • Максим Подболячный  12 августа, 14:27
    Хорошо, я понимаю, как бактерии могли выродиться до органелл. А вот как они «вродились» в геном носителя? клеточные органеллы ведь успешно наследуются...
    ОтветитьНравится
  • Евгений Храмцов  12 августа, 15:27
    присоединяюсь к вопросу
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  12 августа, 17:04
    ОтветитьНравится
  • Юлия Рудый  12 августа, 17:24
    Опять же переносы геномов не новость. Вот хотя бы пример www.membrana.ru/particle/11888
    ОтветитьНравится
  • Семён Воловник  13 августа, 10:46
    Например, с помощью вирусов.
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  13 августа, 12:07
    М.П. , так у митохондрий свой геном (они никуда не врождали свои гены) — понятно что органеллы хорошо бы разделить на органеллы без собственного генома (рибосомы клеточные центры комплекс Гольджи и т.д.) и органеллы с собственным геномом (пластиды митохондрии) — последние наследуются целиком от мамы и «независимо» размножаются. анктри клтеки.

    Юлия, Самый короткий геном среди бактерий..
    И где собственно проходит граница между органеллой и бактерией — в чем «принципиальное» различие между митохондрией и этими впутриклеточными обитателями? Авторы не уточняют?

    ОтветитьНравится
  • Вадим Банит  13 августа, 18:20
    А вот я не представляю.
    Мне это кажется многократно менее вероятным, чем житие и необыкновенные приключения (в т.ч. любовные, к размножению привлекшие) отрубленного среднего пальца левой ноги.
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  12 августа, 19:16
    Не, вообще-то согласно теории, все наоборот. Плавали митохондрии, хлоропласты и прочие самые простейшие организмы, а потом они объединились в эукариотную клетку.
    Геном облигатного паразита, разумеется должен быть прост. У вируса вообще несколько генов.
    Откуда взялась сама митохондрия большой вопрос. Деградация более сложного организма — не ответ.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Заикин  12 августа, 21:56
    Не ответ — такое безаппеляционное заявление. Чем Вас не устраивает постепенная деградация самостоятельной бактерии в органеллу?
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  13 августа, 19:27
    Тем, что все равно нужно объяснять происхождение этой органеллы в бактерии)))
    ОтветитьНравится
  • Алекс Яковенко  12 августа, 22:44
    «геномом среди живых организмов, не являющихся органеллами (есть и такие!)»
    Тоесть Вы хотите сказать что есть организм-органелла?! Это как, ссылку в студию!
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  13 августа, 12:12
    а чем Вам митохондрия не организм органелла? Или пластиды растений?


    Митохондрии и пластиды вообще от вида к виду пересаживают. Как бактериями считай заражают. Или есть вон кактусы которые от хлропластов «вылечиили -» бедолаги только на зеленом привое подвое жить могут.

    ОтветитьНравится
  • Алекс Яковенко  13 августа, 18:46
    Разумееться нет, глупость полная. Есть конвенции что называть организмом и что органеллой, разберитесь с терминологией (даже такая смазанная как биологическая так далеко не растягиваеться). То, что органеллы по наиболее популярной гипотезе произошли от захваченных (или паразитических) организмов не дает Вам права называть их организмами сейчас.
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  13 августа, 19:10
    Ну зачем же столь категорично, а почему собственно некоторые органеллы ( пластиды и митохондрии ) не называть организмами? Они на организмы не меньше чем вирусы похожи.

    Я конечно « конвенции» уважаю, но на то они и есть чтоб их пересматривать.

    Я вот не уверен, но думаю их митохондрии вообще можно вне клетки культивировать — было бы желание, если до сих пор никто не делал этого — дарю идею.

    Просто термин органелла себя несколько пережил — уж оочень в эту кучу разные объекты понабились.

    ОтветитьНравится
  • Алекс Яковенко  13 августа, 19:33
    Во-первых происхождение пластид и митохондрий пока только гипотеза, пусть и самая популярная (когда-то самой популярной была гипотеза что Земля плоская).
    Во вторых говорить в рамках принятой терминогоги будет по меньшей мере понятно для остальных и вообще академически правильно. Вот когда/если поменяют терминологию (как с планетами вроде плутона было) тогда и можно будет так писать. А пока данные заявления просто себе сенсайии в лучших традициях желтой прессы.
    Не пристало уважаемому изданию позволять себе такие вольности даже если и Вы и редакторы придерживаються некой гипотезы.
    П.С. Вырастить митохондрию вне клетки (сейчас) не реально как вобщем и других паразитов уже потерявших львиную часть своих генов.
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  13 августа, 21:28
    в общем то я с Вами вполне согласен. Ну вольности терминологии это как бы сказать, ну лёгкая мозговая щекотка. троллинг в пределах допустимого, что ли, сайт то он такой пограничный не академический все таки на все сто.

    А вот про реальность культивирования митохондрий вне клетки, на субстрате — было бы задание, думаю за щедрый гранд легко. Ну во всяком случае можно попробовать было бы :) а потом бы еще и подсадить модифицированную эту митохондрию в корову чтоб значит она лучше доилась. :)

    ОтветитьНравится
  • Алекс Яковенко  13 августа, 23:59
    ОК, автор статьи меня затролила. :)
    Про митохиндрии вне клеток не соглашусь категорически. Основных проблем 2 — недостаточность собственных метаболических цепей т.к. многие белки нужные для митохондрии кодируються ядром и главное неадекватность мембраны условиям внеклеточной среды. Митохондрия не сможет брать вещества извне иначе как с клеточными транспорными белками-челноками: проницаемость мембраны насколько плоха что даже протоны под умеренем напряжением электрического поля не могут ее пройти (собственно в этом суть ее специализации в клетке).
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  14 августа, 14:48
    опять категорически :)
    ну кто же мешает в пробирке ин витро вне клетки создать практически полный аналог внутриклеточной среды. По температуре электролитам, и кормить питомцев не только сахаром и аминокислотами но и готовыми белковыми молекулами взятыми из клеток, за одно посмотрим без чего они митохондрии могут обойтись а без чего никак — много интересного узнать можно будет. Не думаю что это будет много сложнее чем разведение орхидей или иммуноцитов.
    ОтветитьНравится
  • Poмaн Coлжeницын  14 августа, 15:31
    Свободу митохондриям!
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  15 августа, 11:47
    конечно — геномы митохондрий столь разнообразны и в то же время относительно просты. Хватит их только читать. Пора манипулировать. Даешь свинью со шкурой насыщенной хлоропластами! И солдата с митохондриями двойной производительности. :)
    ОтветитьНравится
  • Евгений Короткевич  17 августа, 14:06
    На уровне соглашения — не дает. Однако, принцип как же монофилетичности? Формально, в соответствии с оным, мы должны бы называть пластиды и митохондрии симбионтами и давать им номенклатурные названия. Аналогично лишайникам. Иначе номенклатура становится формальной. Другое дело — смысла нет.

    С уважением..

    ОтветитьНравится
  • Семён Воловник  13 августа, 10:53
    Кольцевой конвейер обменов веществ трёх организмов и вправду поразителен. Но не более, чем давно известное явление суперпаразитизма. Когда на(в) хозяине живёт паразит, на том паразите — паразит 2-го порядка, а бывает ещё и 3-го. В сущности у этих червецов и двух видов бактерий то же самое. «Натуралистами открыты, У паразитов паразиты, И произвёл переполох Тот факт, что блохи есть у блох...» (Дж. Свифт).
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  13 августа, 12:28
    ох уж этот глава кафедрального собора Дублина. Везде ему сплошной паразитизм мерещился.:)
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  13 августа, 12:30
    Юлия, А точно одна бактерия внутри другой? Или может они обе рядышком в общей клетки червеца?
    ОтветитьНравится
  • Радомир Курбанофф  13 августа, 19:10
    в природе вообще множество бактерий являются только отдельными звеньями целой цепочки обмена веществ. на полит ру недавно лекция была интересная на эту тему.
    ОтветитьНравится
  • Артём Гороховский  14 марта, 11:57
    ффуххх!!! искал-нашел)
    прекреплю в доклад о паразитах!
    помню ведь что было:)
    ОтветитьНравится