Учёные открыли новый организм: находка поможет понять происхождение многоклеточной жизни

Исследователи из Университета Арканзаса открыли и описали новый организм, который поможет понять молекулярные механизмы и древний генетический «инструментарий», позволивший животным и грибам эволюционировать в разнообразные многоклеточные формы жизни.

Профессор биологических наук Джеффри Силберман выделил новый одноклеточный анаэробный эукариот. Вместе с бывшим аспирантом Мэттом Брауном и другими учёными из лаборатории Эндрю Роджера в Университете Далхаузи (Галифакс, Канада) он провёл геномный анализ и описание организма, названного Pygsuia biforma. Браун, ныне профессор биологии в Университете штата Миссисипи, — ведущий автор исследования, опубликованного 28 августа в Proceedings of the Royal Society B.

«Важность этого открытия в том, что оно помогает расшифровать, как эволюционировала многоклеточность. Оно показывает, что некоторые гены и белки, которые большинство считает специфичными для многоклеточности у животных, уже присутствуют у их одноклеточных родственников. Это как если бы генетический инструментарий для становления многоклеточным был собран и модифицирован по частям в одноклеточных линиях, имеющих общее происхождение с животными», — заявил Силберман.

Силберман и Браун изучают происхождение и родственные связи среди одноклеточных эукариот (имеющих ядро амёб и жгутиконосцев, некоторые из которых являются паразитами). Животные, растения и грибы — все эукариоты, то есть имеют сложные клетки с органеллами, такими как ядро и митохондрии.

Учёные проводят сравнительный анализ последовательностей ДНК протистов — типа эукариот — чтобы определить их место на древе жизни. Изучая ранее не исследованных анаэробных протистов и независимые пути формирования у них разных типов митохондрий, исследователи надеются выявить общие черты всех эукариот, возможно, даже ключи к пониманию их происхождения.

Геномный анализ одноклеточных организмов, являющихся специфическими родственниками многоклеточных линий, часто даёт ключи к пониманию молекулярных механизмов эволюции многоклеточной жизни.

Для характеристики нового организма, собранного из солоноватых отложений в заливе Принс-Коув (Массачусетс), исследователи описали его морфологию и секвенировали гены, кодирующие белки, чтобы построить матрицу из 159 белков для филогенетического анализа. Они обнаружили, что организм напоминает два типа бревиатов (одноклеточных эукариот), но отличается заметными длинными жгутиками.

Ключевой результат: филогенетическое дерево установило, что организм является далёким, но неоспоримым родственником «супергруппы» эукариот, включающей грибы и животных. Это даёт представление о различных компонентах клеточной адгезии (сцепления), необходимой для многоклеточных организмов. Организм также обладает компонентами интегрин-опосредованного адгезивного комплекса, который у животных играет ключевую роль в межклеточной сигнализации и прикреплении к внеклеточному матриксу.

Происхождение названия:

• Род Pygsuia происходит от части спортивной кричалки Университета Арканзаса «Wooo Pig Sooie», так как у организма есть ряд структур, напоминающих спинные щетинки «razorbacks» (одичавших свиней). «Pyg» заменяет «pig» как отсылка к латинским Pygmae (мифической расе пигмеев, указывая на малый размер), а «sui» — сокращение от «sooie» и отсылка к семейству Suidae (свиньи). Таким образом, название рода также означает «маленькая свинья» на псевдолатыни.
• Вид biforma указывает на наличие двух различных форм клеток, наблюдаемых в жизненном цикле.

Культуральный образец Pygsuia biforma был передан в Смитсоновский институт.