Все новости

Ученые обнаружили новые свидетельства происхождения животных от архей

Об этом специалистам рассказала структура светочувствительных белков родопсинов из клеток грибов

ТАСС, 24 августа. Биологи изучили структуру родопсинов – светочувствительных белков – в клетках грибов. Благодаря этому они выяснили родственные связи этих молекул с аналогичными белками у примитивных микробов из числа архей. Это в очередной раз указало на эволюционную связь между животными и археями, пишет пресс-служба МФТИ.

"Глубокое структурное сходство этих белков подтверждает гипотезу об архейном происхождении родопсинов, найденных в геноме эукариот (многоклеточных и простейших живых существ). Полученные результаты важны как для понимания эволюции животных, так и для дальнейшего изучения родопсинов эукариот", – рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник МФТИ Дмитрий Забельский.

Человек и другие многоклеточные живые существа видят окружающий мир благодаря светочувствительным белкам, которые могут взаимодействовать с частицами света и преобразовать их в понятный мозгу набор электрических сигналов. Схожие молекулы, так называемые родопсины, есть у многих архей и в бактериальных клетках.

Эти вещества далеко не всегда играют роль датчиков света. Часть из них микробы используют в качестве источника энергии для работы "молекулярных насосов", которые перекачивают определенные ионы в клетку или за ее пределы. История появления этих белков вызывает огромный интерес у биотехнологов и биологов-эволюционистов, изучающих историю появления животных и их органов зрения.

Забельский и его коллеги значительно продвинулись в этом направлении при изучении родопсинов из клеток некоторых видах грибов. Грибы используют их для перекачки протонов, что позволяет им экономить питательные вещества и энергию на этой процедуре в светлое время суток. Российские ученые и их зарубежные коллеги впервые изучили структуру данной вариации родопсинов, для чего они пересадили кодирующий его ген в ДНК бактерии вида Leishmania tarentolae.

В отличие от кишечной палочки и многих других лабораторных бактерий, эти микробы способны производить большое количество копий родопсинов, количества которых достаточно для того, чтобы детально изучить химические свойства и внутреннюю структуру белка при помощи ускорителей частиц. Для этого ученые подготовили кристаллы родопсина грибов и просветили их при помощи российско-европейского синхротрона ESRF.

Как показало последующее изучение этих данных, белки грибов оказались наиболее похожими по структуре на родопсины архей, примитивных одноклеточных живых существ и предположительных предков эукариот. Раскрытие родственных связей между светочувствительными белками многоклеточных и архей, как считают ученые, является очередным свидетельством в пользу этой гипотезы происхождения первых простейших и многоклеточных живых существ.

При этом Забельский и его коллеги не исключают, что гены, отвечающие за производство родопсинов, предки грибов позаимствовали у архей значительно позже, в результате так называемого горизонтального переноса генов. Последующие опыты и изучение структуры других светочувствительных белков эукариот позволит получить однозначный ответ на этот вопрос, подытожили исследователи.