Eros unicelular

Eros unicelular

Natalia Reznik
"Opțiunea Trinității" №19 (238), 26 septembrie 2017

Natalia Reznik

Marea majoritate a eucariotelor reproduc sexual, dar nu toate acestea sunt ușor de observat. În multe organisme unicelulare, acesta este învăluit într-un halou de mister și depinde de condițiile externe, cum ar fi umiditatea, temperatura sau prezența nutrienților, concentrația dioxidului de carbon sau intensitatea luminii. Acum au fost adăugate în această listă "afrodiziace" microbiene – proteine ​​secretate de bacterii în mediul înconjurător. Le-am găsit din întâmplare.

Profesor la Universitatea California din Berkeley, Nicole King (Nicole King) este interesat de originea animalelor, în special de apariția multicelularității. Ca obiect de studiu, ea a ales chiomoflagetele (Choanoflagellata). Acestea sunt eucariote singulare celulare, cele mai apropiate rude ale animalelor. Celula are un flagel, înconjurat de un guler de actin microvilli, datorită căruia aceste protozoare au primit al doilea nume – gulerul. Mișcarea flagelului creează curenți lichizi care permit ca hoofoflagetele să înoate în coloana de apă. Acești acești curenți conduc în zona guler a bacteriilor pe care se hrănesc hoofoflagetele.Multe dintre aceste protozoare formează colonii și sunt ușor transferate dintr-o stare unicelulară într-o stare colonială și înapoi. Această tranziție a fost interesată de Nicole King (figura 1).

Fig. 1. Nicole King vorbește despre hoofofelite (imagine www.ibiology.org)

Ea și colegii ei au lucrat cu vederea Salpingoeca rosettacare formează lanțuri și colonii sferice, numite rozete. Era sub formă de rozetă că odată au fost izolați de habitatul lor natural – sedimente siltice de pe coasta insulei Hog în statul Virginia. Totuși, în laborator S. rosetta a refuzat în mod categoric să formeze colonii și a existat în formă unicelulară. Doar un deceniu mai târziu, datorită întâmplării, cercetătorii au reușit să obțină prize atunci când co-cultivă S. Rosetta cu bacterii Algoriphagus machipongonensis [1]. 15 minute după adăugarea de bacterii în mediu S. rosetta au început să se dividă, formând colonii de la 2 la 50 de celule (figura 2). Cercetătorii au arătat că rozetele se formează tocmai ca urmare a împărțirii eucariotelor și nu datorită faptului că celulele singulare se conectează și formează agregate [2].

Fig. 2. Prize de colonie Salpingoeca rosetta (imagine instruct.uwo.ca)

Pentru cercetări ulterioareNicole King a unit forțele cu John Clardy, profesor la Departamentul de Biochimie și Farmacologie Moleculară de la Harvard Medical School. Personalul din laboratorul său a constatat că unele lipide din membrana exterioară a bacteriilor joacă rolul de molecule de semnalizare. Adevărat, oamenii de știință încă nu știu cum S. Rosetta percep molecule de semnalizare.

Cercetătorii au început să caute și alte bacterii care afectează formarea coloniilor. Pentru a face acest lucru, au izolat toate tipurile de bacterii în cultura pură, care în condiții naturale coexistă cu hoofoflagetele și le-au adăugat una câte una culturii celulelor unice. S. rosetta. Metoda de lovitură științifică a fost eficientă – după ce au fost testate câteva zeci de tipuri, oamenii de știință au descoperit mai multe bacterii care stimulează formarea de rozete. Și când este co-cultivat cu bacterii marine Vibrio fischer prizele nu apar, însă celule individuale se conectează pentru a forma agregate [3].

În cultura de laborator S. Rosetta există sub forma celulelor haploide. Agregarea hoofofagelor nu a fost descrisă anterior; Este cunoscut, totuși, că multe eucariote mobile, inclusiv amoeba și ciliate, și animalele: crustacee, insecte, pești, păsări și lilieci,- se adună în grupuri mari înainte de împerechere. Prin urmare, oamenii de stiinta au sugerat asta S. Rosetta plănuiește să facă același lucru și își testează ipoteza. Pentru a face acest lucru, au folosit un amestec de două tulpini diferite genetic. S. rosetta.

Într-adevăr, în cadrul acțiunii V. Fischeri sau mediul în care au fost cultivate vibrioții, hoofoflagetele aparținând diferitelor tulpini, agregate formate, și apoi au fost sparte în perechi, care s-au unit, formând o celulă cu două nuclee. Apoi, nucleele se reunesc, unul dintre flagelul părinte se retrage și apare o celulă diploidă. Ulterior, s-au format celule haploide din aceste diploide, un rezultat indiscutabil al recombinării meiotice (Figura 3).

Fig. 3. bacterii Vibrio fischeri stimulează reproducerea sexuală a eucariotelor [5] ("TrV" Nr. 19 (238), 09/26/2017) ")"> Fig. 3. bacterii Vibrio fischeri stimulează reproducerea sexuală a eucariotelor [5] ("TrV" Nr. 19 (238), 09/26/2017) "border = 0> Fig. 3. bacterii Vibrio fischeri stimulează reproducerea sexuală a eucariotelor [5]

În laborator S. Rosetta reproduceți sexual extrem de rar, după un post lung și apoi – la doar 30 de minute după adăugarea de bacterii sau medii nutritive de sub ele! Nicole King și John Clardy au decis că bacteria a izolat un afrodisiac în mediul înconjurător și a început să o caute.

V. fischeri – Bacteriile care studiază din mai multe motive.Ei au stăpânit multe nișe ecologice: ele există ca plancton în apă de mare și sedimente, deoarece saprofitele locuiesc fecale și carcase de animale moarte moarte. Ele formează, de asemenea, diverse asociații cu animale marine – de exemplu, ele locuiesc în organele luminoase de calmar. Euprymna scolopes. V. Fischeri acestea servesc drept model pentru studierea senzației de cvorum (senzația de cvorum) – capacitatea bacteriilor de a schimba informații și de a coordona comportamentul folosind molecule secretate. Cu toate acestea, nici moleculele de semnalizare care nu au sens de cvorum, nici polizaharidele necesare simbiozelor cu calmarul, stimulează reproducerea sexuală. S. rosetta. Nu afectează împerecherea henofagelitelor și a membranei externe a bacteriilor.

Aphrodisiacul sa dovedit a fi o proteină de aproximativ 90 kDa, numită EroS (regulator extracelular de sex). Este o enzimă cu activitate de condroitinază, descompune hialuronul și sulfatul de condroitină. S. rosetta. Cercetătorii au demonstrat că pentru a stimula agregarea și împerecherea S. Rosetta este necesară activitatea enzimatică a proteinei. Mai mult, alte bacterii de condroitinază – Proteus vulgaris și Flavo bacteriană heparinum– de asemenea, comportamentul sexual S. rosetta. Reversul nu este adevărat: alte specii de heanofagelite nu reacționează în acest fel la bacteriile din genul respectiv. Vibrio.

Deoarece dizaharidele, care se formează ca urmare a clivajului enzimatic al sulfatului de condroitină, nu afectează reproducerea sexuală S. rosetta, Nicole King și colegii ei au sugerat că rolul principal în acest proces este jucat de modificarea structurală a proteinelor peptidoglican complexe, care includ sulfatul de condroitină. Dar această ipoteză trebuie testată și, de la început, trebuie să înțelegem ce funcționează aceste molecule în eucariotele unicelulare (la animale, fac parte din matricea extracelulară).

V. fischeri stimularea împerecherii Rosetta la o concentrație de celule comparabile cu cea observată în ocean, astfel încât oamenii de știință sugerează că bacteriile pot afecta reproducerea sexuală S. Rosetta și in vivo.

Nicole King și colegii ei au o mulțime de ambiguități în munca lor. Într-un comentariu despre acest studiu, plasat în aceeași ediție a revistei. Cell, întrebările ocupă un întreg paragraf [5]. Profesioniștii sunt interesați, printre altele, de modul în care EroS provoacă agregarea heanofagelitelor. Cum reproducerea sexuală S. Rosetta depinde de bacterii sau pot iniția acest proces altfel? Bacteriile beneficiază singure de fapte? poate S. rosetta, fiind în faza diploidă sau angajându-vă în reproducerea sexuală, petreceți mai puțin vânătoare de timp? Și în cele din urmă, care este mecanismul de acțiune al EroS, pe care ținta fiziologică o afectează și cum scindarea condroitin sulfatului promovează agregarea și împerecherea?

Ceea ce nu fac bacteriile cu eucariote: educa sistemul lor imunitar, ajuta digestia, controleaza comportamentul. În prezența factorilor bacterieni, celule fungice asemănătoare drojdiei Candida albicans formează hife invazive și diatome marine Pseudonitzschi amultiseries începeți să împărțiți intens. Poate că enzimele lor afectează, de asemenea, reproducerea sexuală a eucariotelor.


1. Nicole King: Choanoflagellates și originea multicellularității animalelor
2. Fairclough S.R., Dayel M.J., King N. Dezvoltarea multicelulare într-un amestec de choanoflagelat // Curr. Biol. 2010. 20. R875-R876. DOI: 10.1016 / j.cub.2010.09.014
3. Woznica A., Gerdt, J.P., Hulett, R.E., Clardy, J., King N. Mating în cea mai apropiată condroitinază bacteriană // celulă. 2017. 170. 1175-1183. DOI: 10.1016 / j.cell.2017.08.005
4. Levin, T., Regele N. Dovezi pentru Sex și Recombinare în Choanoflagellate Salpingoeca rosetta // Curr. Biol. 2013. 23. 2176-2180. DOI: 10.1016 / j.cub.2013.08.061
5. Umen J., Goodenough U., Heitman J. Reproducere sexuală eucariote Evocată "cu un mic ajutor de la prietenii mei" // celulă. 2017. 170. 1059-1061. DOI: 10.1016 / j.cell.2017.08.038


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: