Bakterijos grybuose pateikia sudėtingo gyvenimo kilmės įrodymus
Bakterijos grybuose pateikia sudėtingo gyvenimo kilmės įrodymus
Mokslininkai, kurie naudoja mažą tuščiavidurią adatą ir dviračių siurblį, sugebėjo pasodinti bakterijas į didesnę ląstelę. Tai sukuria santykius, primenančius tuos, kurie inicijavo sudėtingo gyvenimo evoliuciją.
Šis spektaklis, kuris buvo paskelbtas žurnale „Nature“ spalio 2 d., 1 galėtų padėti tyrėjams, suprantantiems daugiau nei vienerių milijardų metų, o ne vienerius milijardus metų.
Endosimbioniniai ryšiai, kuriuose mikrobakterijų partneris harmoningai gyvena kito organizmo ląstelėse, gali būti daugybėje gyvenimo formų, įskaitant vabzdžius ir grybelius. Mokslininkai mano, kad mitochondrijos - organelės, atsakingos už energijos gamybą ląstelėse - buvo sukurtos kaip bakterija, rasta prieglobstis eukariotų ląstelių protėvyje. Chloroplastai buvo sukurti, kai augalų protėvis užfiksavo nuotrauką -sinthical mikroorganizmą.
Nustatyti veiksnius, kurie suformavo ir palaikė šias ryšius, yra sunku, nes jie taip seniai. Siekdama išvengti šios problemos, komanda, vadovaujama mikrobiologo Julia Vorholt, pastaraisiais metais užmezgė endosimbiotinius ryšius laboratorijoje Federaliniame technologijos institute Ciuriche (ETH Ciurichas). Jūsų metodas naudoja 500–1000 nanometrų pločio adatą, kad pradėtų ląsteles šeimininko ląsteles, o tada individualiai įterpia bakterines ląsteles.
Pirmieji bandymai dažnai nepavyko; Viena to priežasčių buvo ta, kad potencialus simbionas buvo pasidalytas per greitai ir užmušė jo savininką 2 . Komandai buvo sėkmingesnė nei natūrali simbiozė tarp kai kurių grybelinių augalų patogeno rhizopus microsporus ir bakterijos Mycetohabitan's Rhizoxinica genčių
Bakterijų ląstelių įvedimas į grybus buvo iššūkis, nes jos turi storas ląstelių sienas, palaikančias didelį vidinį slėgį. Po to, kai siena buvo pradėta adata, tyrėjai panaudojo dviračio siurblį - vėliau - kompresorių, kad išlaikytų pakankamai slėgio bakterijoms įvesti.
Po pradinio „operacijos“ šoko grybai tęsė savo gyvenimo ciklus ir gamino sporas, iš kurių kai kuriose buvo bakterijų. Kai šios sporos sudygo, bakterijos taip pat buvo prieinamos naujos kartos grybų ląstelėse. Tai parodė, kad naujoji endosimbiozė buvo perduodama palikuonims - esminė išvada.
Tačiau bakterijų sporos buvo mažai. Mišriose sporų populiacijoje (kai kuriose -su bakterijomis, o kai kurios -be) bakterijos, turinčios dvi kartas, dingo. Siekdami pagerinti ryšius, tyrėjai naudojo fluorescencinį ląstelių rūšiavimą, norėdami pasirinkti sporas, kuriose buvo bakterijų, kurios buvo pažymėtos spindinčiu baltymu, ir tik šias sporas skleidė būsimuose reprodukcinėse raunduose. Po dešimties kartų bakterijos turinčios sporos sudygo beveik taip pat efektyviai, kaip ir be bakterijų.
Šios adaptacijos pagrindas nėra aiškus. Genomo sekos nustatymas nustatė kai kurias mutacijas, kurios buvo susijusios su pagerinta daigumo sėkme grybe - R. Microsporus gentis, kuri, kaip nežinoma, nešioja endosimbionus - ir nerado pokyčių bakterijose.
Atrodė, kad veiksmingiausiai sudygusi linija riboja bakterijų skaičių kiekvienoje sporoje, sako Gabrielis Gigeras, tyrimo ir Mikrobiologo, ETH Ciuriche. "Šiems dviem partneriams yra galimybių gyventi geriau ir lengviau. Tai mums labai svarbu."
Tyrėjai daug nežino apie grybų imuninę sistemą. Tačiau Thomas Richards, Oksfordo, JK evoliucijos biologas, kyla klausimas, ar grybelinė imuninė sistema užkerta kelią simbiozei ir ar šios sistemos mutacijos gali palengvinti ryšius. „Aš esu didelis šio darbo gerbėjas“, - priduria jis.
Eva Nowack, Heinrich Heine universiteto Diuseldorfo, Vokietijos, mikrobiologas nustebino, kaip greitai buvo sukurta simbiotinio gyvenimo pakeitimai. Ateityje ji norėtų pamatyti, kas nutiks dar po ilgesnių laikotarpių; Pavyzdžiui, po daugiau nei 1000 kartų.
Dėl tokių simbiozių vystymosi gali atsirasti naujų organizmų, turinčių naudingų savybių, pavyzdžiui, gebėjimą vartoti anglies dioksidą ar atmosferos azotą, sako Vorholtas. "Tai yra idėja: sukurti naujas savybes, kurių neturi organizmas, ir kurį priešingu atveju būtų sunku įgyvendinti."