Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.
Эндосимбиотические организмы должны жить внутри другого организма, чтобы выжить, и эта связь часто приносит выгоду как хозяину, так и его обитателю. Это может показаться необычным, но считается, что сложные клетки возникли в результате эндосимбиотического события, когда клетка, возможно, бактерия, вторглась в другую клетку, вероятно, архею; это привело к созданию митохондрий, что дало вновь созданной клетке достаточно энергии для образования большего количества органелл. После того как сложные клетки эволюционировали, организмы, такие как растения, грибы и животные, могли развиваться.
Ученые стремятся узнать больше об эндосимбиозе и процессах, которые делают его возможным и поддерживают его. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи изучили модель эндосимбиоза, которую они создали. Бактерии Escherichia coli были введены в гриб Rhizopus microsporus, используя деликатный подход, который не разрушил грибные клетки. Эти бактерии имеют естественные эндосимбиотические отношения с некоторыми штаммами этого гриба, но исследователи использовали штамм, который не имеет этой естественной связи.
После того как бактерии проникли в грибные клетки, они быстро размножались, и гриб реагировал защитной иммунной реакцией. Бактерии не передавались следующему поколению грибов.
Однако, когда исследователи ввели бактерии Mycetohabitans в гриб, бактерии проникли в споры грибов, и они были переданы следующему поколению.
"Тот факт, что бактерии действительно передаются следующему поколению грибов через споры, стал прорывом в нашем исследовании," отметил первый автор исследования Габриэль Гигер, студент-аспирант в лаборатории профессора Юлии Форхольт в ETH Zurich.
Но следующее поколение не справлялось хорошо. Когда они выращивались в лаборатории, их скорость прорастания и роста была ниже по сравнению с грибами, не носившими бактерии.
Гигер продолжил выращивать последующие поколения грибов, выбирая споры, которые несли бактерии для дальнейшего размножения. После нескольких поколений здоровье грибов начало улучшаться. Генетические исследования показали, что грибы изменялись и адаптировались к новым бактериям-обитателям.
Бактерии также изменялись. Как бактериальные, так и грибные клетки вырабатывали молекулы, которые помогали грибам собирать питательные вещества и бороться с хищниками, такими как амебы или нематоды. "Первоначальный недостаток может таким образом стать преимуществом," отметила Форхольт, которая является основным автором исследования.
Эта работа подчеркнула хрупкость новых эндосимбиотических систем и предполагает, что некоторые из них могут не выжить. Но эволюция также показала, что эндосимбиоз может быть очень успешным, сказала Форхольт.
Если новая эндосимбиотическая связь собирается выжить, должно быть некоторое преимущество к сожительству. Новый обитатель должен иметь свойства, которые способствуют эндосимбиозу, и хозяин может приобретать новые характеристики, даже если адаптации необходимы, добавила Форхольт.
Источники: ETH Zurich, Nature
Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.