microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Уникальный механизм дыхания обнаружен у одноклеточного организма
Уникальный механизм дыхания обнаружен у одноклеточного организма

Автор/авторы:
share
74
backnext
Фото: Kenny Stritter

Tetrahymena, крошечный одноклеточный организм, оказывается, скрывает удивительный секрет: он осуществляет дыхание - использование кислорода для получения клеточной энергии - иначе, чем другие организмы, такие как растения, животные или дрожжи. 

   Это открытие, опубликованное недавно в журнале Science, подчеркивает возможности новых методов структурной биологии и выявляет пробелы в наших знаниях об одной из основных ветвей древа жизни. "Мы думали, что знаем о дыхании, изучая другие организмы, но это показывает нам, как много мы еще не знаем", - сказала Мария Мальдонадо, постдокторант кафедры молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета и соавтор статьи.

   Tetrahymena - это род свободноживущих одноклеточных организмов, обычно встречающихся в водоемах, тихо плавающих в воде с помощью ресничек. Как и мы, они являются эукариотами, их генетический материал находится в ядре. Они принадлежат к большой и разнообразной группе организмов, называемой супергруппой SAR. За некоторыми исключениями, такими как малярийный паразит Plasmodium, супергруппа SAR мало изучена. "Это огромная часть биосферы, но мы мало о них задумываемся", - отмечает Мальдонадо.

   Как и все другие эукариоты и некоторые бактерии, Тетрахимена потребляет кислород для получения энергии в процессе дыхания, объясняет Мальдонадо. Кислород поступает в конце серии химических реакций, участвующих в дыхании. Электроны проходят через цепочку белков, расположенных в структурах, называемых кристами, во внутренней мембране митохондрий. Это приводит к образованию воды из атомов кислорода и водорода, перекачивая протоны через мембрану, что, в свою очередь, приводит к образованию АТФ - запаса химической энергии для клетки. Эта электронно-транспортная цепь является основой кислородного дыхания у человека и других эукариот.

   По словам Мальдонадо, были признаки того, что цепь переноса электронов у Tetrahymena устроена иначе. В 1970-80-х годах ученые обнаружили, что ее белок, переносящий электроны, - цитохром С - и фермент, потребляющий кислород в конце цепи, - терминальная оксидаза - функционируют иначе, чем у растений и животных. До сих пор было неясно, как и почему эти ферменты отличаются у Tetrahymena, в то время как у других изученных эукариот они консервативны.

  Мальдонадо и коллеги использовали новые подходы в структурной биологии для раскрытия электронно-транспортной цепи Tetrahymena. Они включали подход структурной протеомики с использованием криоэлектронной микроскопии - одновременное изучение структур большого количества белков в смешанном образце. Криоэлектронная микроскопия замораживает образцы до чрезвычайно низких температур, создавая изображения с почти атомным разрешением. Вместо того чтобы получать изображение одного очищенного белка, команда работала со смешанными образцами, выделенными из мембран митохондрий, а затем научила алгоритм распознавать родственные структуры.

   Таким образом, они смогли просканировать сотни тысяч изображений белков и определить структуры 277 белков в трех больших группах, представляющих электронно-транспортную цепь Tetrahymena с разрешением, близким к атомному. Некоторые из этих белков не имеют соответствующего гена в известной базе данных генома Tetrahymena, что свидетельствует о наличии пробелов в доступном эталонном геноме.

   "Наше структурно-функциональное исследование дыхательной цепи Tetrahymena выявляет расхождения в ключевых компонентах эукариотического дыхания, расширяя наше понимание основного метаболизма. Выявляя пробелы в наших знаниях о довольно распространенном организме, эта работа показывает наши слепые пятна в отношении биоразнообразия", - говорит Мальдонадо. Работа также показывает потенциал новых методов в структурной биологии в качестве инструмента для открытий.

Источник:

Labroots, 4 April 2022

Комментариев: 0
Вам также может быть интересно
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up