Учёные обнаружили потенциальный ключевой белок-связку между эукариотами и прокариотами

Все современные организмы делятся на два класса: эукариоты и прокариоты. Эукариоты имеют клеточное ядро, содержащее большую часть генетической информации, и включают такие организмы, как люди, растения и грибы. У прокариотов клеточное содержимое, включая генетический материал, распределено диффузно. Эукариоты обычно имеют гораздо более крупные геномы, что связывают с их большей сложностью. Однако прокариоты составляют основную часть биомассы Земли.

Новое исследование, проведённое международной командой, возможно, выявило ключевое промежуточное звено в переходе от прокариот к эукариотам.

Различия в делении клеток

• Прокариоты: Имеют одну кольцевую хромосому и размножаются бесполым путём. При делении копия хромосомы прикрепляется к клеточной мембране, что обеспечивает её попадание в каждую дочернюю клетку. В этом процессе участвует белок FtsZ.
• Эукариоты: Имеют множество линейных хромосом и часто размножаются половым путём. Для точного распределения хромосом между дочерними клетками формируется сложный белковый каркас на основе тубулина. Этот белок образует длинные волокна (микротрубочки), которые растаскивают хромосомы к полюсам делящейся клетки. Сбои этого процесса (нерасхождение) приводят к анеуплоидии, вызывающей, например, синдром Дауна у человека.

Эволюционная загадка и возможное решение

Как возник сложный механизм деления эукариот, оставалось загадкой. Эволюционное разделение прокариот и эукариот произошло примерно 1–2 миллиарда лет назад. Недавно были идентифицированы организмы, которые могут быть эволюционным промежуточным звеном — археи Asgard.

Учёные, включая Канера Акила и Косукэ Фудзисиму, обнаружили в геноме вида Asgard, выделенного из горячих источников Йеллоустонского национального парка, белок, похожий на эукариотический тубулин.

Ключевые выводы:

• Новый белок назвали OdinTubulin.
• Он демонстрирует сходство как с эукариотическими тубулинами, так и с прокариотическим белком FtsZ.
• OdinTubulin может представлять собой эволюционный промежуточный вариант между FtsZ и тубулинами, образующими микротрубочки.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.