Baktérie v húb poskytujú dôkaz o pôvode zložitého života
Baktérie v húb poskytujú dôkaz o pôvode zložitého života
Vedci, ktorí používajú malú dutú ihlu a bicyklovú pumpu, sa podarilo zaistiť baktérie do väčšej bunky. To vytvára vzťah, ktorý pripomína tých, ktorí iniciovali vývoj zložitého života.
Toto predstavenie, ktoré bolo uverejnené v časopise Nature 2. októbra, 1 by mohlo pomôcť výskumným pracovníkom, ktorí chápu viac ako jeden viac ako jeden miliardový rok k vzniku špeciálnych orgánov, ako je mitochondrie, ako sú mitochondrie a chlór.
Endosymbionické vzťahy, v ktorých mikrobakteriálny partner žije harmonicky v bunkách iného organizmu, možno nájsť v mnohých formách života vrátane hmyzu a húb. Vedci sa domnievajú, že mitochondrie - organely, ktoré sú zodpovedné za produkciu energie v bunkách - boli vytvorené ako baktéria, ktorá sa našla útočisko v predkovi eukaryotických buniek. Chloroplasty boli vytvorené, keď predok rastlín zaznamenal foto -syntickú mikroorganizmus.
Stanovenie faktorov, ktoré sa vytvorili a udržiavali tieto spojenia, je ťažké, pretože sú tak dávno. Aby sa tomuto problému vyhli, tím pod vedením mikrobiológa Julia Vorholt vyvinul v posledných rokoch endosymbiotické vzťahy v laboratóriu v Federálnom technologickom inštitúte v Zürichu (ETH Zürich). Váš prístup využíva 500-1 000 nanometrov širokú ihlu na prepichnutie hostiteľských buniek a potom vložte bakteriálne bunky jednotlivo.
Prvé pokusy často zlyhali; Jedným z dôvodov bolo to, že potenciálny Symbion bol zdieľaný príliš rýchlo a zabil svojho prenajímateľa 2 . Tím bol úspešný ako prírodná symbióza medzi niektorými kmeňmi plesňového rastlinného patogénu Rhizopus Microsporus a baktéria Mycetohabitan's Rhizoxinica sa zotavila, ktorá produkuje toxín, ktorý chráni hubu pred predchádzajúcim
Zavedenie bakteriálnych buniek do húb však bolo výzvou, pretože majú silné bunkové steny, ktoré udržiavajú vysoký vnútorný tlak. Po prepichnutí stene pomocou ihly vedci použili bicykel - neskôr kompresor - na udržanie dostatočného tlaku na zavedenie baktérií.
Po počiatočnom šoku „operácie“ huby pokračovali vo svojich životných cykloch a produkovali spóry, z ktorých niektoré obsahovali baktérie. Keď tieto spóry vyrastali, baktérie boli k dispozícii aj v bunkách novej generácie húb. To ukázalo, že nová endosymbióza bola prenosná na potomstvo - zásadné nálezy.
Bakteriálne spóry však boli nízke. V zmiešanej populácii spór (niektoré s baktériami a niektorými bez), baktérie obsahujúce baktérie zmizli po dvoch generáciách. Aby sa zlepšili vzťahy, vedci použili fluorescenčnú bunkovú triedič na výber spór, ktoré obsahovali baktérie - ktoré boli označené žiarivým proteínom - a tieto spóry šírili iba v budúcich reprodukčných kolách. Po desiatich generáciách spóry obsahujúce baktérie pučali takmer rovnako efektívne ako tie bez baktérií.
Základ pre túto adaptáciu nie je jasný. Sekvenovanie genómu identifikovalo niektoré mutácie, ktoré boli spojené so zlepšeným úspechom klíčenia v hube - kmeňom R. Microsporus, o ktorom nie je známe, že nosí endosymbóny - a nenašli žiadne zmeny v baktériách.
Zdá sa, že čiara, ktorá bola najúčinnejšia, obmedzuje počet baktérií v každej spóre, hovorí Gabriel Giger, spoluautor štúdie a mikrobiológ v ETH Zürich. „Existujú príležitosti pre týchto dvoch partnerov, aby žili lepšie a ľahšie. To je pre nás veľmi dôležité.“
Vedci veľa nevedia o imunitnom systéme húb. Ale Thomas Richards, evolučný biológ na University of Oxford vo Veľkej Británii, sa pýta, či hubový imunitný systém zabraňuje symbióze - a či mutácie v tomto systéme môžu uľahčiť vzťahy. „Som veľkým fanúšikom tejto práce,“ dodáva.
Eva Nowack, mikrobiológka na Heinrich Heine University Düsseldorf v Nemecku, bola prekvapená tým, ako rýchlo sa zdalo vytvorenie úprav symbiotického života. V budúcnosti by chcela vidieť, čo sa stane po ešte dlhších obdobiach; Napríklad po viac ako 1 000 generáciách.
Vývoj takýchto symbióz by mohol viesť k vytvoreniu nových organizmov s užitočnými vlastnosťami, ako je schopnosť konzumovať oxid uhličitý alebo atmosférický dusík, hovorí Vorholt. „Je to myšlienka: vytvoriť nové vlastnosti, ktoré organizmus nemá, a inak by bolo ťažké implementovať.“