🧬 Японские ученые воссоздали облик гипотетического предка всех эукариотических организмов
🧬 Японские ученые воссоздали облик гипотетического предка всех эукариотических организмов В свежем номере журнала Nature опубликовано продолжение легендарного эксперимента японских микробиологов, которые развили свой успех семилетней давности по введению в культуру Асгард-архей. Авторам впервые в мире удалось выделить и охарактеризовать в чистых культурах два штамма архей (HC1 и SC1), принадлежащих к классу Heimdallarchaeia (порядок Hodarchaeales) — той самой эволюционной ветви Асгард-архей (phylum Promethearchaeota), которая генетически ближе всего стоит к предку всех эукариот. Открытие кардинально меняет классические представления об эукариогенезе и развенчивает гипотезу о том, что древний микроб-хозяин усложнил свою внутреннюю структуру еще до поглощения предка митохондрий. Вопреки теоретическим ожиданиям, клетки оказались внутренне простыми и полностью лишенными постоянных цитоплазматических мембранных структур (нет ядра, ЭПР или аппарата Гольджи). Несмотря на обилие генов, кодирующих эукариотические сигнальные белки (ESP), под электронным микроскопом исследователи зафиксировали сугубо прокариотическую организацию. 🔬 При этом ученые обнаружили уникальные физиологические черты этих микроорганизмов: Морфологические протрузии. Клетки обладают сложной внешней структурой и формируют длинные ветвящиеся выросты. С помощью специальных спиральных филаментов на концах этих протрузий археи физически соединяются со своими синтрофными партнерами — метаногенами, которые утилизируют выделяемый водород. Атипичный «эукариотический» рост. В отличие от типичных прокариот, при обилии ресурсов эти археи тратят энергию не на ускорение деления, а на рост объема самой клетки и её выростов. Растут они медленно: время удвоения составляет от 7 до 20 дней. Парадокс кислородного метаболизма. Оба штамма обладают анаэробным метаболизмом, однако штамм HC1 кодирует комплекс терминальных оксидаз (Cox). Он демонстрирует жизнеспособность в микрооксических условиях, но только в кооперации с аэробными бактериями, которые поглощают излишки O₂. Эксперименты доказали, что фермент Cox служит этим археям исключительно для детоксикации и защиты от следов кислорода, а не для дыхания. Открытие подтверждает модель «Ox-Tox». Древний микроб-хозяин был структурно простым анаэробом. Первичный симбиоз с аэробным предком митохондрий завязался не ради эффективного дыхания, а на почве защиты: бактериальный партнер утилизировал токсичный для археи кислород, а протрузии хозяина постепенно оплетали сожителя, закладывая основу для будущего поглощения. 📖 Оригинал статьи