Как клетки получают контроль над своими бактериальными симбионтами
Исследователи из Института биологии микробных клеток Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) изучили одноклеточный жгутиконосец Angomonas deanei, чтобы понять, как бактерии интегрируются в клетки в ходе эволюции и как ими управляют.
Эволюционный контекст
Современные эукариотические клетки (с ядром) в ходе эволюции поглотили бактерии из окружающей среды. Эти бактерии стали органеллами, такими как митохондрии и хлоропласты, что произошло около 1,5–2 миллиардов лет назад. Их геномы значительно сократились, и они стали зависимы от клетки-хозяина.
Модельный организм
Angomonas deanei — жгутиконосец, живущий в кишечнике насекомых. Каждая его клетка содержит один симбиотический бактериальный эндосимбионт, поглощенный относительно недавно (40–120 миллионов лет назад). Бактерия снабжает хозяина витаминами и метаболитами. Её геном уже сокращен, но не так сильно, как у классических органелл. Деление клетки-хозяина и бактерии происходит синхронно.
Ключевое открытие
Исследователи обнаружили, что клетка-хозяин переносит определенные белки в эндосимбионта. Три из этих белков образуют кольцо вокруг места деления бактерии.
Функции белков
- Белок, подобный "динамину" — может полимеризоваться в сокращающиеся спиральные цепи.
- Пептидогликангидролаза — способна разрушать бактериальные клеточные стенки.
Аналогичные динаминоподобные белки и пептидогликангидролазы участвуют в делении митохондрий и хлоропластов, помогая разделению органелл и разрушению остатков бактериальной стенки.
Вывод
Работа, опубликованная в Current Biology, показывает, что клетка-хозяин может переносить определенные белки в эндосимбионта на относительно ранней стадии эволюции симбиоза. Эти белки позволяют клетке получить контроль над симбионтом, в частности, над процессом его деления.