С помощью бактерии тараканы научились запасать избыток мочевой кислоты
Учёные из Университета Аризоны (Нэнси Моран и Заки Сабри) и Университета штата Канзас (Сринивас Камбхампати) обнаружили, что американские тараканы (Periplaneta americana) могут использовать мочевую кислоту и мочевину — азотистые отходы, бесполезные для большинства животных, — в качестве источника для синтеза собственных белков. Это стало возможным благодаря симбиозу с бактерией. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Симбиоз как стратегия выживания
Тараканы, являясь преимущественно растительноядными, сталкиваются с проблемой дефицита азота в рационе. В отличие от многих насекомых, они не выделяют избыточный азот в виде мочевой кислоты, а накапливают её внутри тела. Это позволяет им создавать запасы азота и использовать их в периоды нехватки.
Ключевую роль в этом процессе играет бактериальный эндосимбионт Blattabacterium, обитающий в специализированных клетках (бактериоцитах) таракана. Учёные оценивают, что эта ассоциация длится более 140 миллионов лет.
Геномный анализ и неожиданные результаты
Исследователи секвенировали геном Blattabacterium, связанного с P. americana. Анализ показал, что бактерия способна производить все незаменимые аминокислоты, многие заменимые аминокислоты и различные витамины для хозяина.
Однако в геноме не были обнаружены гены, кодирующие ферменты для непосредственного расщепления мочевой кислоты. При этом бактерия может использовать продукты её распада — мочевину и аммиак — для генерации питательных веществ.
Экологическое значение
По словам Нэнси Моран, эта древняя симбиотическая связь, вероятно, позволила тараканам выживать на бедных азотом диетах и утилизировать азотистые отходы. Эти способности критически важны для широкого экологического диапазона и глобального распространения видов тараканов.
Исследование, финансируемое Национальным научным фондом (NSF), также может помочь в понимании механизмов хранения избытка мочевой кислоты у животных, что актуально для изучения болезней почек у человека.