Океанические бактерии могут быть ближайшими родственниками митохондрий в наших клетках




Фото из открытых источников
Морские бактерии, найденные в горячих источниках, могут быть ближайшими живыми родственниками древних бактерий, которые превратились в митохондрии более миллиарда лет назад.
 
Митохондрии — это структуры, присутствующие во всех клетках с ядром, также известных как эукариоты, и играющие ключевую роль в производстве энергии для питания клетки и, следовательно, организма в целом. Считается, что они произошли примерно от 1,6 до 1,8 миллиарда лет назад из типа альфапротеобактерий — одной из самых распространенных групп бактерий на Земле.
 
Но мы до сих пор не знаем, какая именно бактерия была ответственна за это, говорит Отто Гейгер из Национального автономного университета Мексики.
 
Чтобы сузить круг потенциальных подозреваемых, Гейгер и его коллеги изучили все известные на сегодняшний день геномы видов альфапротеобактерий на Земле, чтобы выявить те из них, которые наиболее похожи на те, которые, по их мнению, принадлежат так называемым протомитохондриям.
 
По словам Гейгера, анализ включал изучение тысяч геномов и сопоставление их с десятками критериев. По словам Гейгера, одним из ключевых была способность бактерий производить два типа соединений, называемых липидами, которые необходимы для функционирования митохондрий.
 
Один из этих липидов, называемый церамидом, обычно не встречается в бактериях и обычно вырабатывается только в митохондриях. Наряду с другим ключевым липидом, кардиолипин, он участвует в дыхании и выработке энергии в митохондриях.
 
Наличие генов, производящих оба липида, важно, потому что вместе они также играют жизненно важную роль, помогая сигнализировать о том, что митохондрии у эукариот повреждены и должны быть удалены. Эта функция сохраняется у всех эукариот, говорит Гейгер, что предполагает, что протомитохондрии также обладали генами для производства обоих липидов.
 
Исследователи пришли к выводу, что морские бактерии, обнаруженные в горячих источниках морей и океанов по всему миру, обладают чертами, наиболее связанными с протомитохондриями. Бактерии ранее были обнаружены в источниках Кармадон в России, и Гейгер говорит, что их можно найти и в Мексике. По словам ученых, эти бактерии, принадлежащие к роду Iodidimonadales, являются хорошими кандидатами, потому что они встречаются только в местах с высоким градиентом кислорода.
 
Открытие того, что нарушение метаболизма лежит в основе многих заболеваний головного мозга, позволяет предположить, что удивительная трансплантация может быть способом защитить наш мозг от разрушительного действия старения.
 
Эти бактерии действительно зависят от кислорода, говорит Гигер, точно так же, как митохондрии производят энергию. Он говорит, что первоначальный хозяин протомитохондрий, который в конечном итоге эволюционировал вместе с бактериями внутри него, чтобы произвести эукариот, также, вероятно, жил в горячих источниках.
 
Однако Гейгер говорит, что это исследование не является последним словом. «Если бы мы провели это исследование в 2015 году, мы бы не смогли идентифицировать эти бактерии», — говорит Гейгер. «Потому что эти бактерии никогда не выделялись до 2016 года».
 
«Я не удивлюсь, если через три, пять или 10 лет появится еще один кандидат, который еще ближе к тому, что, как мы думаем, может быть протомитохондриями», — резюмировал он.