Архей из горячих кислотных ключей прольет свет на эволюцию сложной жизни
Новое связующее звено между древнейшими микроорганизмами и современными живыми существами обнаружила команда исследователей из университетов Лондона и Стокгольмского университета. Их статью 7 августа опубликовал журнал Science.
Итогом работы ученых стал новый взгляд на то, как в процессе эволюции развивался механизм деления клеток, лежащий в основе всей жизни на Земле.
Исследованию подвергся микроорганизм Sulfolobus acidocaldarius, обитающий в горячих кислотных источниках при температуре около 75 °С. Это представитель домена архей (а именно, аэробный термоацидофильный архей), одноклеточных микроорганизмов без ядра и органелл, существующих на Земле уже 3,5 миллиарда лет.
Археи возникли одновременно с бактериями и развивались параллельно с ними. До недавнего времени архей и бактерии включали в общую группу прокариотов (микроорганизмов без клеточного ядра), в отличие от эукариотов, обладающих ядром и органеллами. Эукариоты появились на 1 миллиард лет позже прокариотов, предположительно в результате эндосимбиотического события, в котором слились клетки архей и бактерий.
Ученые обнаружили общий для архей и эукариотов регуляторный механизм, участвующий в процессе деления клеток. Впервые было показано, что протеасомы — многобелковые комплексы, разрушающие ненужные или дефектные белки при помощи протеолиза — управляют делением Sulfolobus acidocaldarius путем избирательного расщепления определенного набора белков.
«Это важно, поскольку ранее не было показано, что протеасома контролирует процесс деления клеток архей» — подчеркивают авторы.
В процессе эволюции протеасомы закрепились в клетках архей и эукариотов. Хорошо известно, что выборочная протеасомно-опосредованная деградация белков играет ключевую роль в регуляции клеточного воспроизводства эукариотов. Таким образом, обнаруженные особенности деления изученного архея проливают свет на эволюционную историю всех эукариотов, в том числе, всех многоклеточных организмов.
«Становится все более очевидным, что сложные эукариотические клетки возникли после эндосимбиотического события между предковой архейной клеткой и альфа-протеобактерией, которая впоследствии превратилась в митохондрию в получившейся эукариотической клетке. Наше исследование предполагает, что жизненно важная роль протеасомы в клеточном цикле всей эукариотической жизни сегодня имеет свои эволюционные истоки в археях», говорится в заключении статьи.
