Обнаружен «невозможный» одноклеточный организм
Происхождение эукариот считается одной из величайших загадок в биологии: согласно современной доктрине, два прокариота, так называемый археон Асгарда и бактерия, как полагают, слились. Говорят, что бактерия развилась в митохондрию. Благодаря своей митохондрии этот эукариотический предок имел достаточно энергии, чтобы развиться в более сложные клетки, известные сегодня.
Определяющей чертой таких сложных эукариот является эндоцитоз — способность поедать другие клетки. Однако до сих пор считалось, что прокариотическая клетка энергетически неспособна к эндоцитозу, поскольку источник энергии митохондрии считался для этого необходимым.
Однако исследовательская группа из Йенского университета обнаружила прокариотические бактерии, которые могут поедать другие клетки. Группа сообщает об этом удивительном открытии в научном журнале mBio.
Более 10 лет профессор Кристиан Джоглер и его команда придерживаются иного подхода к объяснению эукариогенеза. Исследователь фокусируется на прокариотической группе планктомицетов, очень необычных бактерий, которые, по мнению некоторых ученых, являются потенциальными предками эукариот из-за их необычной клеточной биологии.
«Идея «слияния» двух разных прокариот в одного эукариота кажется мне непостижимой с точки зрения клеточной биологии», — объясняет микробиолог, который проводит исследования в Balance of the Microverse Cluster of Excellence в Университете Йены. «Никто никогда не наблюдал ничего подобного раньше, и такой гибрид, вероятно, не был бы жизнеспособным из-за различных структур мембран и молекулярных механизмов», — добавляет Джоглер.
В 2014 году группа профессора Джоглера обнаружила новые планктомицеты в Хайлигендамме на Балтийском море, что дало аргументы в пользу планктомицетного происхождения эукариот. «Эти бактерии меняют свою форму, они «ходят» по поверхностям и обтекают друг друга».
Группа ученых под руководством Такаши Ширатори из Японии в 2019 году также обнаружила и описала сопоставимые планктомицеты. Эти микроорганизмы даже поедали другие бактерии и, таким образом, как будто опровергали доктрину о том, что прокариоты не могут быть способны к эндоцитозу по энергетическим причинам.
«Честно говоря, я сначала не поверил доктору Ширатори», — говорит Джоглер. Поэтому он и его команда изначально пытались опровергнуть гипотезу прокариотического эндоцитоза. Однако после года интенсивных исследований у исследователей больше нет никаких сомнений относительно точности результатов Ширатори.
В опубликованной ими статье они представляют сопоставимый организм, который они выделили и охарактеризовали из Северного моря: Uabimicrobium helgolandensis. Эти прокариоты также питаются другими бактериями, и поэтому эти организмы не должны даже существовать. Исследователи дали этой группе необычных планктомицетов подходящее название «бактерии-хищники».
«Секвенируя геном Uabimicrobium helgolandensis, мы также смогли разработать новые гипотезы о молекулярном механизме поглощения бактерий-жертв », — объясняет Джоглер.
Он рассматривает хищных планктомицетов как микробный археоптерикс, мостовой организм между прокариотами и эукариотами, и убежден, что планктомицеты сыграли определенную роль в эукариогенезе, возможно, даже в происхождении самой жизни.