Время очередных познавательных карточек на волнах «Биологии».
Время очередных познавательных карточек на волнах «Биологии». Итак, практически все здесь присутствующие уже в курсе, что митохондрии и пластиды — это такие внутриклеточные симбионты архей, которые когда-то были независимо существовавшими бактериями. Но что если подобный «матрешечный» трюк с эндосимбионтами могут проворачивать не только археи, но и... бактерии? Мучнистый червец Planococcus citri (насекомое из равнокрылых подотряда кокцид) питается флоэмным соком* растений. Штука это очень сладкая и ситуация похожа на то, как если бы весь рацион состоял почти из одних только углеводов. Типа столовая, в которой дают один только чай сахаром. *Сладким соком из приводящих сосудов растений. Калорий в таком рационе хватает, а вот азотистых соединений и некоторых незаменимых аминокислот — компонентов, из которых собираются белки и которые животное не умеет производить само, — остро недостаёт. Поэтому в клетках специальный органов червеца (называются «бактериосомами») живёт симбиотическая бактерия Candidatus Tremblaya princeps. Она примечательна тем, что помогает насекомому восполнять дефицит питательных веществ. А вот внутри клеток Tremblaya поселилась ещё одна бактерия — Candidatus Moranella endobia. Принцип матрешки, если понимаете. За очень долгую совместную историю (100-200 миллионов лет) обе бактерии утратили множество собственных генов — инструкций для выполнения химических реакций. Незачем сохранять весь завод, если сосед исправно производит недостающие детали. Так что цепочки реакций, необходимые для синтеза аминокислот и других веществ, распределены между червецом, Tremblaya и Moranella. Их геномы образуют своеобразную «метаболическую мозаику», в которой ни один участник не располагает полной производственной схемой, но зато все вместе они отлично друг друга дополняют. Интересно, что часть нужных генов предки червеца получили даже не от родителей, а от других бактерий. Такой обмен наследственными инструкциями называют «горизонтальным переносом генов» — пр онего у нас в паблике уже была серия публикаций. Вообще у P. citri обнаружили по меньшей мере 22 экспрессируемых (работающих) гена бактериального происхождения. Некоторые из них участвуют в синтезе аминокислот, витаминов и компонентов клеточной стенки. При этом эти гены не были позаимствованы непосредственно у Tremblaya или Moranella, а происходят от совсем-совсем других бактериальных линий. Справочка: Tremblaya и Moranella ещё не стали буквально органеллами — встроенными частями клетки вроде митохондрий и хлоропластов. Хотя и находятся ОЧЕНЬ близко к такому состоянию. Источники: HUSNIK F., NIKOH N., KOGA R. [et al.]. Horizontal gene transfer from diverse bacteria to an insect genome enables a tripartite nested mealybug symbiosis // Cell. — 2013. — Vol. 153, no. 7. — P. 1567–1578. — DOI: 10.1016/j.cell.2013.05.040. — URL: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23791183/ HUSNIK F., MCCUTCHEON J. P. Repeated replacement of an intrabacterial symbiont in the tripartite nested mealybug symbiosis // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2016. — Vol. 113, no. 37. — P. E5416–E5424. — DOI: 10.1073/pnas.1603910113. — URL: pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/P...