Простейшие хоанофлагеллаты, которые, как полагают, стоят на грани между одноклеточностью и многоклеточностью, образуют зародышеобразные колонии только с помощью бактериального липида, который получают из съеденных бактерий.
Хоанофлагеллаты одиночные (слева) и образующие колонии после питания бактериями (справа) (фото авторов работы), группа одноклеточных эукариот со жгутиками, могут как жить поодиночке, так и образовывать колонии. Именно поэтому едва ли не с начала позапрошлого века они пользуются повышенным вниманием учёных: по мнению многих, эти простейшие должны помочь раскрыть тайну перехода от одноклеточных форм жизни к многоклеточным. Колонии хоанофлагеллат образуются подобно делящемуся зародышу: новые дочерние клетки не отрываются друг от друга и не уходят в свободное плавание, а остаются соединёнными. Кроме того, в последнее время в геноме у хоанофлагеллат нашли ряд генов, который сближает их с истинно многоклеточными организмами.
Однако до сих пор учёным с большим трудом удавалось вызвать образование колоний у этих простейших в лабораторных условиях. Исследователи из (США) нашли неожиданный компонент, который помогает клеткам хоанофлагеллат оставаться вместе после деления. Оказалось, что становиться «многоклеточными» им помогают бактерии, которых хоанофлагеллаты едят. Учёные обратили внимание на то, что после обработки антимикробными реагентами хоанофлагеллаты вообще теряли способность формировать колонии.
Исследователи, предположившие, что бактерии как-то задействованы в образовании колоний, протестировали около 60 видов бактерий, чтобы выяснить, будут ли они помогать хоанофлагеллатам держаться вместе. В итоге был найден один вид — Algoriphagus machipongonensis из группы Bacteroidetes. (Виды этой группы неоднократно замечались в сотрудничестве с разными эукариотами: некоторые из Bacteroidetes участвуют в развитии водорослей, другие помогают сформироваться иммунитету у млекопитающих, являясь компонентом кишечной микрофлоры.) Хоанофлагеллаты, питавшиеся A. machipongonensis, были весьма склонны к образованию характерных розеткообразных колоний. Ключевой молекулой тут оказался бактериальный сульфолипид, названный RIF-1 (Rosette-Inducing Factor 1).
Выяснилось также, что колонии хоанофлагеллатов эффективней поглощают бактерии, чем одиночные клетки. Это указывает на некоторое противоречие: зачем бактериям синтезировать вещество, которое в итоге помогает поедать их? Впрочем, не исключено, что у самих A. machipongonensis этот сульфолипид выполняет некие важные функции, отсюда и пренебрежение столь опасным побочным эффектом.
с результатами исследования в скором времени выйдет в журнале .
Хоанофлагеллат нельзя считать прямыми предками многоклеточных организмов. Однако не исключено, что когда-то первые эукариоты действительно пошли по такому пути: решив из одноклеточных стать многоклеточными, они могли воспользоваться бактериальным ресурсом, благо бактерий в те времена (как и сейчас) было видимо-невидимо. И всё же следует помнить, что это лишь одна из гипотез о происхождении многоклеточности, пусть и получившая сейчас чуть больше очков, чем остальные.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Болезнетворные штаммы обычной кишечной палочки, поражающие мочевой пузырь и другие части выделительной системы человека, крадут основное оружие иммунных клеток - ионы меди, что позволяет им защищаться от попыток организма уничтожить очаг заражения, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology.
"И хотя многие пациенты избавляются от таких болезней без особых проблем, в других случаях инфекция продолжает существовать или неоднократно возвращается, несмотря на многократные курсы антибиотиков. В некоторых случаях, болезнь распространяется в почки или кровь и начинает угрожать здоровью пациента. Мы изучали, чем же отличаются наиболее опасные кишечные палочки от других патогенных штаммов этого микроба", - заявил руководитель группы биологов Джеффри Хендерсон (Jeffrey Henderson) из Медицинской школы университета штата Вашингтон в Сент-Луисе (США).
Хендерсон и его коллеги изучали продукты жизнедеятельности, которые выделяют различные штаммы кишечной палочки Escherichia coli, поражающие мочеполовые пути человека.
Как отмечают исследователи, в своей предыдущей работе они выяснили, что болезнетворность кишечной палочки зависит от того, насколько активно она выделяет молекулы иерсиниябактина. Это вещество позволяет бактерии "отнимать" ионы железа у пораженного организма и использовать их для собственных нужд - размножения и транспортировки энергии.
Несмотря на столь важную роль иерсиниябактина в жизни кишечной палочки, оставалось непонятным, как это вещество влияет на устойчивость бациллы к иммунной системе человека. Авторы статьи нашли ответ на этот вопрос при помощи простого опыта - они добавили иерсиниябактин в образцы мочи здоровых людей и проследили за тем, с ионами каких металлов соединяются молекулы этого вещества.
Оказалось, что молекулы иерсиниябактина присоединяют не только ионы железа, но и меди. Как объясняют ученые, ионы меди токсичны для кишечной палочки и других бактерий и их повышенная концентрация в среде обитания может привести к гибели микробов. В частности, некоторые иммунные клетки используют ионы меди в качестве оружия для борьбы с инфекцией мочевого пузыря.
Таким образом, иерсиниябактин выполняет сразу две функции - он нейтрализует свободные ионы меди и конкурирует за доступ к ним с иммунными клетками, лишая их возможности использовать медь для защиты организма. Это позволяет бактериям выживать внутри мочевого пузыря и переносить дополнительные нагрузки, такие как курсы антибиотиков.
Авторы статьи полагают, что результаты их работы могут быть приспособлены для диагностики инфекции на ранних этапах ее развития - чем больше в моче пациента соединений иерсиниябактина и меди, тем сложнее будет вылечить заражение. Это поможет подобрать адекватные методы борьбы с кишечной палочкой до того, как болезнь начнет угрожать жизни пациента, заключают ученые.
Первооткрыватели "внеземных" бактерий, использующих мышьяк вместо фосфора для строительства молекул ДНК, опровергли свои собственные выводы, попытавшись вырастить колонию таких микробов при полном отсутствии фосфора в питательной среде, говорится в двух статьях, опубликованных в журнале Science.
В 2010 году группа биологов под руководством Роузмари Редфилд (Rosemary Redfield) из университета Британской Колумбии в Ванкувере (Канада) изучала колонии микробов на дне калифорнийского озера Моно, воды которого отличается высоким содержанием щелочей и солей, в том числе высокой концентрацией солей мышьяка. Здесь ученые обнаружили уникальный микроорганизм GFAJ-1, клетки которого содержали высокую долю мышьяка (As) и крайне низкую - фосфора (P), одного из шести "элементов жизни". Исследователи заключили, что данная бактерия использует атомы мышьяка в качестве замены фосфора, что считалось немыслимым ранее.
Многие ученые крайне скептически отнеслись к открытию "мышьяковой жизни", что побудило ее первооткрывателей проверить первоначальные выводы. Редфилд и ее коллеги провели два новых эксперимента, тщательно изучив химический состав клеток GFAJ-1 и проследив за темпами роста бактерии в питательном растворе с высоким содержанием мышьяка и полным отсутствием фосфора.
Оказалось, что ДНК бактерий содержала лишь микроскопические следы мышьяка, и ни один из атомов As не был присоединен к молекуле ДНК при помощи прочной ковалентной связи. Это означает, что мышьяк не играл существенной роли в работе генетических механизмов клетки.
Кроме того, повышение концентрации мышьяка в питательной среде, где обитали клетки, никак не влияло на темпы размножения бацилл. С другой стороны, уменьшение доли фосфора в растворе крайне негативно сказывалось на здоровье колонии - рост постепенно приостанавливался и бактерии начинали медленно погибать.
Ученые изучили химический состав продуктов метаболизма бактерии. Это помогло им понять, что все молекулы белков, сахаров и других органических веществ с включениями в виде атомов мышьяка появились в ходе реакций, не связанных с обменом веществ в клетке бактерии.
Как отмечают ученые, данные новых опытов позволяют утверждать, что GFAJ-1 обладает крайне высокой устойчивостью к мышьяку, но при этом ее жизненные процессы ничем не отличаются от метаболизма нормальных бактерий. Таким образом, авторы гипотезы "мышьяковой жизни" были вынуждены опровергнуть свое сенсационное открытие двухлетней давности.
Фосфор в форме фосфатов (солей фосфорной кислоты) образует основу нитей молекул ДНК и РНК, а также входит в состав "топлива" для живых организмов - аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
Мышьяк находится точно под фосфором в таблице Менделеева и очень похож на него по своим физико-химическим свойствам. Именно это сходство обуславливает его токсичность - организм не может отличить мышьяк от фосфора и "пропускает" его в процессы обмена веществ.
Океанические бактерии Synechococcus плавают с помощью волнообразных биений клеточной мембраны, которые вызывает белковая спираль, тянущаяся через всю клетку.
Бактерии плавают с помощью жгутиков. Белковую нить жгутика приводит в движение хитроумный молекулярный мотор, закрепленный в мембране клетки: мотор работает, жгутик крутится, подобно пропеллеру, бактерия движется. Но есть весьма распространённый род бактерий, называемых Synechococcus, у которых жгутика нет, а однако ж они перемещаются с довольно значительной для бактерий скоростью в 25 мкм/с.
Synechococcus живут в океане и служат важным компонентом пищевой пирамиды. Генóм этих бактерий был прочитан ещё в 2003 году, но ответа на вопрос, как они двигаются, это не дало. В статье, опубликованной на сайте , американские биофизики утверждают, что разгадали эту загадку. В своей модели они ориентировались на другую безжгутиковую бактерию — Myxococcus xanthus. Это почвенная бактерия, которая перемещается скольжением по твёрдой поверхности. Через всю её клетку тянется белковая спиралеобразная конструкция, упирающаяся в клеточную мембрану. Специальные белковые моторы путешествуют по спирали и, наталкиваясь на клеточную мембрану, заставляют спираль проворачиваться. По мембране от переднего конца к заднему пробегает волна, которая и заставляет клетку двигаться.
У Synechococcus тоже наблюдаются волны, пробегающие по клетке, которые зависят от наличия у бактерии белка SwmA, располагающегося во внешней мембране. Но скользить так по поверхности намного легче, чем плавать. Хватает ли бактерии «мембранного волнения», чтобы плыть в толще воды? Ответом на вопрос стала математическая модель, построенная учёными. Согласно их выкладкам, чтобы плавать таким образом, амплитуда бегущей волны должна достигать 0,05 мкм, а сама волна — распространяться со скоростью 73 мкм/с. Частота вращения двигателя-спирали в этом случае будет равна где-то 186 Гц.
Synechococcus, как пишут исследователи, справляется с задачей благодаря особенностям строения внешней клеточной мембраны. На ней, как уже было сказано, сидит белок SwmA, и его молекулы располагаются под углом 60˚ друг к другу. Когда спираль поворачивается, соединённые с ней молекулы SwmA тоже движутся, но из-за особенностей их взаиморасположения образующаяся волна оказывается больше, что дополнительно ускоряет бактерию. Хотя, разумеется, такой способ передвижения — с помощью белкового «буравчика» — всё равно не столь эффективен, как старый добрый жгутик, скорость вращения которого, для сравнения, составляет 1 700 Гц.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
На дне впадин в окрестностях Багамских островов, кои принято называть голубыми дырами, обнаружена богатая микробная жизнь.
Сбор планктона и бактериальных матов (фото Tamara Thomsen)Многие из этих организмов неизвестны науке. По-видимому, они питаются соединениями серы, которые токсичны для большинства других форм жизни. Это известие должно обрадовать тех, кто мечтает о жизни, скрывающейся в темнейших океанах под ледяной коркой спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада.
Голубые дыры сформировались на суше и только потом заполнились водой. Самая глубокая из них — дыра Дина на Багамских островах (202 м). Большинство — примерно вполовину мельче.
В последние ледниковые периоды уровень моря порой опускался на 122 м ниже сегодняшнего. Дожди пробивали пещеры в прибрежных известняковых скалах. Многие из них рухнули и наполнились солёной водой. В их тёмных глубинах мало кислорода и почти нет света. Над голубой дырой временами образуется «шапка» из менее плотной пресной воды, которая практически не смешивается с солёной.
Всё это означает, что голубые дыры существуют почти изолированно от основных источников пищи и всего остального разнообразия морской жизни. Несмотря на это, в негостеприимной глубине найдена богатая экосистема, в том числе креветки, водные клещи, рачки и др. Морской биолог Том Илифф из Техасского университета A&M (США) потратил тридцать лет на ныряние в поисках ответа на вопрос, чем же питаются эти животные. Оказалось, что в основании пищевой цепи находятся микроорганизмы.
Вместе с аспирантом Бреттом Гонсалесом он измерил температуру, солёность, кислотность, а также уровень кислорода и сероводорода в трёх впадинах. Кроме того, исследователи подняли с глубин и изучили в лаборатории образцы бактериальных матов. В одной из голубых дыр он покрывал все стены и был толщиной в 2,5 см, то есть можно было отковырнуть пальцем.
Генетический анализ, проведенный Дженн Макалади из Университета штата Пенсильвания (США), показал, что наряду с неизвестными науке видами там живут и более привычные микроорганизмы, несмотря на отсутствие света и необходимость питаться сероводородом.
Большинство бактерий обитают у галоклина — относительно тонкого слоя, где пресная вода смешивается с солёной. По словам астробиолога Кевина Хэнда, замруководителя НАСА по исследованию Солнечной системы, не принимавшего участия в данной работе, подобные условия можно найти под поверхностью Европы — в тех местах, где на трещины во льду попадает богатый серой материал извержений вулканов другого спутника Юпитера — Ио.
Результаты исследования опубликованы в журнале Hydrobiologia.
Источник: КОМПЬЛЕНТА
Чтобы поддерживать размножение в условиях фосфорного голодания, бактериофаги морских бактерий приходят в хозяйские клетки с набором генов, который помогает хозяевам более эффективно «выхватывать» из среды фосфор.
Бактериофаги, специализирующиеся на морских бактериях Prochlorococcus (фото авторов исследования)Исследователи из Массачусетского технологического института (США) обнаружили, что некоторые вирусы-бактериофаги приходят к своим жертвам с чем-то вроде генетического троянского коня: они приносят заражаемым бактериям гены, которые должны облегчать им жизнь в условиях стресса. Учёные работали с океаническими бактериями Prochlorococcus и Synechococcus, которые производят шестую часть кислорода на планете. Бактерии рода Prochlorococcus в диаметре не превышают одного микрона, а их плотность достигает 100 миллионов клеток на литр воды. Synechococcus чуть крупнее и не столь многочисленны. Соответственно, вирусы, поражающие эти бактерии, относятся к самым распространённым среди себе подобных.
Жизнь в океане полна превратностей, в том числе для микроорганизмов. Часто случается, что бактерии заносит в воды, бедные фосфором. А он критически необходим для жизнедеятельности: без фосфорных соединений невозможно синтезировать нуклеиновые кислоты, то есть размножаться. На такие случаи у бактерий есть специальная генетическая система, чувствующая, когда фосфора начинает не хватать, и активирующая другие гены, которые кодируют связывающие фосфор белки. Эти дополнительные белки позволяют бактериям наловить больше фосфора и пережить кризис.
Но, как оказалось, у вирусов тоже есть такие гены для ловли фосфора. Размножение вируса требует изрядных фосфорных запасов для штамповки вирусной ДНК. Исследователи заметили, что, когда бактериофаг заражает бактерию в условиях недостатка фосфора, в вирусном геноме включаются гены белков, отвечающих за «ловлю» фосфорных соединений.
Оказалось, что вирусные белки управляются теми же генами, что и бактериальные. То есть когда бактерия чувствует фосфорный стресс, она включит как свою, так и вирусную систему по добыче дополнительного фосфора. Основная его масса пойдёт на нужды вируса. Разумеется, самой бактерии может что-то перепасть от усилившегося фосфорного потока, но впрок ей это не пойдёт: через 10 часов цикл размножения вируса закончится, и бактериальную клетку разорвёт под напором выходящих наружу вирусных частиц.
В статье, опубликованной в журнале Current Biology, авторы пишут, что далеко не все бактериофаги, паразитирующие на Prochlorococcus и Synechococcus, обладают этими генами, а только те, что живут в атлантических популяциях бактерий. К примеру, тихоокеанские Prochlorococcus и Synechococcus не сталкиваются с недостатком фосфора, а потому соответствующей системы у них нет. А вот атлантические вирусы когда-то давно сумели скопировать гены хозяев, создавших себе молекулярный механизм на случай фосфорного голодания; в результате вирусы могут размножаться, не обращая внимания на изменения в среде: удвоенный поток фосфора позволяет им синтезировать столько ДНК, сколько нужно.
Столь тонкое приспособление вируса под нужды хозяина исследователи видят впервые. Впрочем, по их словам, бóльшая часть сведений о взаимоотношениях бактерий и фагов пришла к нам из биомедицинских исследований. А жизнь в человеческом организме и биологической лаборатории всё-таки сильно отличается от того, что происходит в Мировом океане. Поэтому не исключено, что это не единственный трюк, с помощью которого «дикорастущие» вирусы облегчают себе жизнь.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
NASA предъявило научному сообществу "астробиологическое открытие, которое повлияет на поиск свидетельств внеземной жизни". Учёные обнаружили и изучили микроорганизмы, которые в своём рационе полагаются на мышьяк и используют этот токсичный элемент для строительства клеток. Получается, если земная жизнь закусывает смертью, внеземная может выкинуть чего и похлеще?
Бактерия, обожающая мышьяк, перевернула привычные представления о "живности" (фото NASA, Jodi Switzer Blum) Все живые организмы нашей планеты строятся из шести "кирпичиков": углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы (CHNOPS). Фосфор внутри фосфат-иона (PO43-) входит в основу структур ДНК и РНК, определяет транспорт веществ через мембрану клетки, играет важную роль в обмене энергии.
Герои нынешнего исследования, стойкие бактерии, обитали в калифорнийском озере Моно (Mono Lake), известного своими ужасными условиями: высокой солёностью и щёлочностью, а также повышенным содержанием мышьяка (фото NASA) Биологи полагали, что CHNOPS – основа жизни во Вселенной. Однако некоторые учёные всё же задавались вопросом: почему на место "первой шестёрки" не могут встать другие химические элементы. Так, мышьяк (As), химически близкий к фосфору, мог бы выполнять его функции. Другое дело, что этот элемент для любой формы жизни является ядом.
Тем не менее AsO43- имеет ту же структуру, что и фосфат-ион, образует похожие связи. А значит, он теоретически может внедриться на чужое место.
Твёрже других эту позицию отстаивала геомикробиолог Фелиса Волф-Саймон (Felisa Wolfe-Simon) из NASA. "Мы знаем, что некоторые микробы дышат мышьяком", — заявила она ещё в 2006 году. В 2008-м учёные обнаружили червей, питающихся тяжёлыми металлами. В 2009-м гипотезу существования "жизни на мышьяке", выдвинутую Фелисой со товарищи, опубликовал International Journal of Astrobiology.
Дальнейшие выступления позволили "железной Лизе" собрать вокруг себя единомышленников, которые искали не просто толерантных к мышьяку существ, но тех, что могли извлечь из его использования биологическую выгоду. Так началось изучение самых странных уголков планеты, одним из которых было озеро Моно.
По-своему уникальное озеро стало таким из-за изоляции: пресная вода не поступала в него последние 50 лет. Зато водоём постоянно подпитывали мышьяком минералы, входящие в состав пород соседних гор. Внизу: Фелиса и доктор Рональд Ормленд (Ronald Oremland) из геологического центра США собирают коллекция грязи (фото Henry Bortman)Группа Фелисы собирала ил на берегах и дне водоёма, затем образцы помещались в искусственную среду, в которой преобладали арсенаты и почти отсутствовали фосфаты. Постепенно биологи довели концентрацию соединений фосфора до минимальной, однако даже в таких условиях одна группа бактерий из общей смеси продолжала процветать.
Микробы изолировали и поселили в раствор арсенат-ионов. Дальнейшие наблюдения показали, что в такой среде культура развивалась на 60% быстрее, чем в присутствии того самого жизненно необходимого фосфора. Когда же её лишили и мышьяковой подпитки, колония расти перестала.
Внизу слева бактерии, выращенные на фосфоре, справа – на мышьяке. Учёные отмечают, что в ближайшем будущем они хотят расшифровать геном GFAJ-1 и выяснить, как штамм ведёт себя в естественных условиях, когда его не вынуждают менять "диету" (фото Henry Bortman, Jodi Switzer Blum) Новый штамм назвали GFAJ-1. Учёные определили, что необычные микроорганизмы принадлежат семейству Halomonadaceae, относящемуся к гамма-протеобактериям (gammaproteobacteria), большая часть которых является патогенами.
Чтобы выяснить, как бактерии используют мышьяк, биологи "подсветили" раствор радиометками. Выяснилось, что "съеденный" элемент присутствует внутри органелл клеток, в нуклеотидах ДНК и РНК. При этом содержание арсенат-ионов было таким же, как и ожидаемое количество фосфат-ионов.
Эти данные натолкнули учёных на мысль, что токсичный элемент используется микробами так же, как и фосфор в работе клеточных механизмов. А раз на такое способен штамм GFAJ-1, то и другие микроорганизмы в ходе эволюции вполне могли перейти на подобный "корм". "Нынешнее открытие может стать окном в новый неизведанный мир", — считает Фелиса.
Другие учёные тем временем отмечают, что хорошо бы определить положение мышьяка в молекулах, выполняющих в клетке определённые функции. Например, надо выяснить, к чему приводит замена фосфора на мышьяк в молекуле АТФ. Страдает ли эффективность переноса энергии? Как влияет арсенат-ион на связи с белками и метаболические процессы? В общем, химики жаждут разобраться в деталях не меньше биологов.
Тем временем исследователи NASA твердят, что раз столь неожиданное для науки поведение существует на Земле, то космос может быть наводнён и более фантастическими существами.
Анализ, проведённый на синхротроне национальной лаборатории Стэнфорда (SLAC National Accelerator Laboratory), показал, что мышьяк содержится внутри клеток в форме арсената, а также, что эти ионы образуют связи с углеродом и кислородом подобно фосфату (фото Brad Plummer/SLAC). "Мы расширили понятие "жизнь". Чтобы найти её вне Солнечной системы, нам необходимо думать шире, разнообразнее", — говорит доктор Эдвард Вейлер (Edward Weiler), руководитель одной из научных программ NASA.
Формулировка "много шума из ничего" в данном случае была бы слишком пренебрежительной. Учёные действительно открыли невиданную ранее способность микроорганизмов (хотя их выводы ещё предстоит проверить). Однако и новой формой жизни GFAJ-1 можно назвать с большой натяжкой. Ведь микроорганизмов, обитающих в экстремальных условиях, биологам известно немало. К примеру, мы рассказывали о любителях глубины, невероятных высот, холода, подводного жара и даж е радиоактивных руд (фото Henry Bortman). Раньше мысли о том, что основой жизни может стать не только шестёрка CHNOPS, встречались разве что в фантастических книгах. Правда, частым "гостем" был вовсе не мышьяк, а кремний, который заменял углерод. Теперь же "альтернативная форма жизни" описана в Science.
Но эта история вовсе не о том, что в озере Моно нашли бактерии на мышьяке, — подытоживает Фелиса. – Наше открытие – это напоминание: формы жизни могут быть более непредсказуемы".
Источник: MEMBRANA
Ученые из японского Агентства науки и технологии по изучению недр океана обнаружили живые микроорганизмы в слое грунта, возраст которого составляет 460 тысяч лет. Исследуемый слой грунта залегал на глубине 200 метров от поверхности морского дна.
Пробы грунта были взяты в ходе экспедиции 2006 года на глубине 1,2 тысячи метров в районе префектуры Аомори, сообщает РИА Новости со ссылкой на японские СМИ.
При анализе грунта исследователи установили, что на один кубический сантиметр грунта приходится 10 миллионов микроорганизмов, из которых многие еще не известны науке.
Поместив микроорганизмы на питательную среду, ученые зафиксировали у них процесс деления клетки. Они отмечают, что процесс питания у древних микроорганизмов проходит в сотни тысяч раз медленнее, чем, например, у кишечной палочки.
«Мы не ожидали, что 80% микроорганизмов окажутся живыми, и были потрясены. Возможно, это открытие может стать вкладом в изучение происхождения гидрата метана и природного газа, к возникновению которых, как считается, имеют отношение микроорганизмы», - сказал агентству Киодо один из руководителей проекта Юки Мороно.
Источник: infox.ru
Французские ученые обнаружили вирус с самым большим из всех известных геномом. Его геном всего лишь в 2,3 тысячи раз меньше, чем у человека. Супервирус живет в пресной воде
MegavirusЖан-Мишель Клавери (Jean-Michel Claverie) и его коллеги из университета Экс-Марсель, Франция, нашли мегавирус Megavirus chilensis в пробах воды, взятых у побережья Чили. Исследование показало, что ДНК этого вируса состоит из 1,26 миллионов пар нуклеотидов. Это абсолютный рекорд среди вирусных геномов.
До сих пор чемпионом по геному считался мимивирус Acanthamoeba polyphaga mimivirus, паразитирующий на пресноводной амебе Acanthamoeba polyphaga. Размеры его частиц (которые представляют собой ДНК, упакованную в белковую оболочку) могут составлять от 400 до 800 нанометров, это в несколько раз больше размеров вируса ВИЧ.
Размер частиц мегавируса составил около 680 нанометров. Но его геном оказался на 77 тысяч пар нуклеотидов длиннее, чем геном мимивируса. Исследователи предполагают, что это не предел, и могут быть найдены еще более длинные вирусные геномы.
Мегавирус и мимивирус ученые рассматривают как родственников, они относятся к одной группе вирусов. ДНК мегавируса кодирует 1120 белков, из которых 594 белков сходны с белками мимивируса, а 258 белков (23%) не имеют аналогов у мимивируса. Общую часть генома вирусы, вероятно, получили от общего предка.
В лаборатории ученые убедились в том, что Megavirus chilensis, так же, как и Acanthamoeba polyphaga mimivirus, способен поражать амебы (аканамебы). Но в том, кто служит хозяином вируса в природе, они еще не уверены.
Интересно, что у мимивируса и мегавируса ученые обнаружили некоторые гены, характерные для клеточной формы жизни. Возникает вопрос, откуда они«нахватались» этих генов.
Ученые рассматривают два сценария. Первый: гены получены путем горизонтального переноса от амеб или бактерий. Напомним, что горизонтальным переносом называется процесс, когда гены переходят не по родственной линии, и он довольно часто происходит у бактерий.
Второй сценарий еще более интересен. Ученые не исключают, что сложный геном гигантские вирусы унаследовали от клеточных предков. В этом случае, они произошли от клеточных организмов в ходе редуктивной эволюции, то есть,упрощения строения.
Статья о гигантских вирусах опубликована в журнале PNAS.
Источник: infox.ru
Гусеницы непарного шелкопряда, поражённые бакуловирусом, перестают линять и спускаться для этого на землю, умирая высоко на деревьях. Такое поведение выгодно вирусу, поскольку позволяет заразить бóльшую площадь, чем если бы его хозяин погиб внизу, у земли.
Гусеница, погибшая от бакуловирусной инфекции (фото wit)Некоторые виды паразитов обладают зомбирующими способностями: они модифицируют поведение хозяина так, чтобы это было удобно самому паразиту. Из самых известных сразу вспоминается зомбирующий гриб, который поселяется в муравьях и заставляет их умирать там, где грибу удобно закончить своё развитие и разбросать споры. Или токсоплазма, принуждающая грызунов идти на запах кошачьей мочи, поскольку основным хозяином для этого простейшего является кошка.
Ещё один известный «зомбификатор» — бакуловирус, поражающий гусениц непарного шелкопряда (Lymantria dispar). Бакуловирусы вообще специализируются на членистоногих, но этот проявил особую изощрённость. Гусеницы непарного шелкопряда проводят ночи, усиленно питаясь листвой деревьев, а с наступлением дня спускаются на землю. Если гусеница заражена вирусом, её поведение меняется: на последних стадиях развития вируса она не спускается на землю, продолжая питаться в кроне дерева. Когда вирусу приходит пора выходить наружу, он стимулирует синтез ферментов, переваривающих гусеницу изнутри. Гусеница превращается в бульон, лопается, и вирусные частицы рассыпаются дождём вокруг. Чем выше гусеница залезла перед смертью на дерево, тем больше площадь поражения вирусом.
О том, что бакуловирус делает с непарным шелкопрядом, известно более ста лет, но никто не знал, как именно простой вирус вмешивается в поведение гусеницы. Наконец, энтомологам из Университета Пенсильвании (США) пришло в голову, что дело тут в циклах линьки. Гусеница непарного шелкопряда перед превращением в бабочку линяет 5–6 раз. При каждой линьке гусеница спускается на землю или прячется в расщелинах ствола, чтобы её никто не беспокоил. Исследователи обратили внимание, что гусеница с вирусом под конец не линяет вообще, и это связано с активностью вирусного гена egt.
Оказалось, что ген egt кодирует особый фермент, модифицирующий гормон 20-гидроксиэкдизон, который управляет линькой и метаморфозом гусеницы. В эксперименте учёные заражали гусениц как нормальным бакуловирусом, так и тем, у которого ген egt был удалён. Во втором случае гусеницы умирали, предварительно спустившись «с небес на землю». Те, в которых жил немодифицированный вирус, старались забраться повыше. Вероятно, отсутствие гормона побуждает гусениц продолжить питание. А это, в свою очередь, играет на руку вирусу, поскольку гусеница таким образом наращивает биомассу и тем самым способствует размножению вируса внутри себя.
Результаты исследований опубликованы в журнале Science.
Исследователи отмечают, что их работа — одна из первых, посвящённых механизмам контроля паразита над поведением хозяина. Возможно, таких паразитов гораздо больше, просто нам известны самые яркие случаи, вроде того же «муравьиного» гриба. Не исключено, что и давно всем знакомые желудочно-кишечные паразитические черви как-то диктуют хозяевам свои «правила игры». Действовать через гормональную систему в этом случае проще и эффективнее, чем и воспользовался вирус непарного шелкопряда.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
19-09-2013 Просмотров:9054 Новости Геологии 
Антоненко Андрей
Филип Ливермор (Philip Livermore) и его коллеги из Лидского университета (Великобритания) заявляют, что им наконец-то удалось решить загадку о направлении вращения слоёв ядра нашей планеты. Магнитное поле, порождаемое внешними слоями ядра, заставляет его...
17-11-2012 Просмотров:11558 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Один из способов, которыми клетки (не только иммунные) борются с инфекцией, — это попросту поедание чужаков-патогенов. Клетка поглощает бактерию и переваривает её с помощью пищеварительных ферментов, которые содержатся в особых...
23-12-2014 Просмотров:7741 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что массовое вымирание в конце мелового периода (около 66 млн лет назад), положившее конец эре динозавров, пагубно отразилось также на сумчатых млекопитающих и их родичах. В результате они...
13-05-2010 Просмотров:9937 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Условия для специфической жизни на поверхности спутника Сатурна куда более комфортные, нежели полагали учёные раньше. Об этом говорят основанные на информации миссии Cassini-Huygens расчёты группы учёных под руководством Даниэля...
31-12-2010 Просмотров:11672 Новости Ботаники Антоненко Андрей
На сайте Plant List опубликована крупнейшая база данных по наименованиям растений. Незаметный O. adseptentrionesvergentulum (фото с сайта Rareplants.Co.Uk) Проект сохранения исчезающих видов растений, в рамках которого разрабатывается эта база данных, был...
Нам кажется абсолютно естественным, что ограниченность жизненного срока связана со старением: чем дольше мы живём, тем ближе подходим, так сказать, к концу земного пути — и тем дряхлее становимся. С…
В потёртом сердце южноафриканского кратера Вредефорт таятся любопытные чёрно-зелёные породы. Это всё, что осталось от магматического моря, некогда наполнявшего дыру в земле, утверждают Десмонд Мозер из Западного университета Онтарио (Канада). Десятикилометровый кратер…
Больше века длится спор о предках белой акулы. Одни говорят, что крупнейшая хищная рыба современности ведёт род от древних гигантов. Другие полагают, что это мако . Судя по результатам нового…
Древний карликовый кит, найденный в Австралии ещё в прошлом столетии, оказался весьма необычным созданием: хотя он и обладал зубами, но собирал пищу со дна словно пылесос. Довольно необычное для кита поведение…
Замурованная в куске янтаря пара клещей показывает, как самки доисторических насекомых управлялись с любвеобильными самцами. Миллионы лет эволюции служили ареной для «войны полов» у самых разных видов животных. Каждая сторона…
Новое исследование может положить конец спорам: обнаружена последовательность лав возрастом 4,4 млрд лет, которые могут оказаться остатками первой зоны субдукции на Земле. Скалы острова Гуам сложены застывшей лавой, относящейся ко временам…
Известные «рога» самцов жуков-оленей развились из челюстного аппарата насекомых. Строго говоря, это сильно увеличенные мандибулы, или верхние «челюсти» жуков. Однако рогатые самцы используют их не для того, чтобы есть, а…
Специалисты по климатическому моделированию обожают воспроизводить интересные периоды в истории земного климата — и чтобы изучить, как в то время обстояли дела, и ради проверки самих моделей. Одна из таких…
Истоки лавы, изливающейся в ходе крупнейших современных извержений, остаются предметом дискуссий. Речь идёт о срединно-океанических хребтах, которые тянутся на десятки тысяч километров в морских глубинах. В этих местах земная кора…
Вверх