Новости и мнения

Порода бактерий Многоклеточность?

Одноклеточный родственник животных образует колонии при воздействии бактериального продукта, указывая на возможные источники многоклеточности.

С 1800-х годов хоанофлагелляты, одноклеточные жгутики, считались моделью многоклеточности, потому что они живут как отдельные особи или в виде колоний, похожих на розетки. Способ формирования колоний также интригует: когда порождаются дочерние клетки, они остаются, а не распадаются, что на первый взгляд похоже на делящиеся клетки эмбриона. Теперь в статье, которая будет опубликована в первом выпуске предстоящего журнала открытого доступа eLife , был обнаружен движущий фактор формирования розетки. Сульфонолипид, вырабатываемый бактериями, которые питаются хоанофлагеллятами, вызывает развитие колонии, повышая вероятность того, что бактерии были вовлечены в эволюцию многоклеточной жизни .

«Происхождение эукариотических клеток происходило из действительно густой массы бактерий», – сказал зоолог Майкл Хэдфилд из Гавайского университета, который не участвовал в исследовании. По его словам, “просто нет никакого способа”, чтобы эти первые организмы не были связаны с бактериями во многих отношениях, кроме как просто питались ими. «То, что эта новая статья показывает нам, заключается в том, что здесь действительно существует фундаментальная связь между [бактериями] и вещами, которые действуют как отдельные клетки, а затем начинают действовать как колонии».

Хотя недавние генетические исследования хоанофлагеллят укрепили их позиции как хороших моделей многоклеточности, оказалось трудным заставить их сотрудничать в лаборатории. Однако в лаборатории Николь Кинг в Беркли, обработав их антибиотиками – безжалостной мерой, чтобы остановить хоанофлагелляты, наводняемые бактериями – исследователи обнаружили, что розетки больше не образуются. Подозревая, что бактерии, таким образом, сыграли свою роль в образовании розеток, команда проверила более 60 штаммов бактерий, которые были связаны с исходным образцом хоанофлагеллят, и обнаружила только один, который был связан с слипшимися ханофлагеллятами при делении.

«Это решение не было автономным для хоанофлагеллят, но оно было вызвано их средой», – сказал Джон Кларди , молекулярный биолог из Гарварда, который помог определить ответственное за соединение.

Ответственной бактерией был недавно обнаруженный вид ( Algoriphagus machipongonensis ) типа Bacteroidetes, другие члены которого влияют на развитие водорослей и даже развитие иммунной системы у животных. При кормлении групп хоанофлагеллятами различных видов бактерий из исходного образца ученые обнаружили, что при питании исключительно A. machipongonensis хоанофлагелляты продуцируют большое количество розеток. Это явление не наблюдалось ни с одной из других бактерий . Однако химические механизмы бактериальных взаимодействий плохо изучены, и команде потребовалось некоторое время, чтобы выделить ответственное соединение. Оказалось, что это редкий липид, сульфолипид, который они назвали розет-индуцирующим фактором 1 (RIF-1). Соединение, по-видимому, является удивительно сильным, только с наномолями вещества, необходимого для образования розетки. Интересно, что розетки более эффективны, чем люди, для захвата A. machipongonensis и их потребления, и почему бактерии производят соединение, которое ускоряет их гибель, – загадка, которую преследует команда.

Хотя хоанофлагелляты не являются нашими предками, Хэдфилд взволнован последствиями находки в близких родственниках всех животных. «Это говорит о том, что [переходить] от одноклеточных животных, которым приходилось ловить и есть свою пищу, до многоклеточного состояния, были задействованы бактерии», – сказал он.

Однако, по словам Кларди, вопрос о том, является ли это происхождением многоклеточной жизни, остается открытым вопросом. «Вы можете поговорить с людьми, которые скажут« Нет, это только один путь »или« Это красная сельдь », – сказал он. «Но то, что я считаю интересным, это то, что это невероятный пример того, как бактерии глубоко влияют на развитие эукариот».

«Это замечательное открытие», – сказал Рэнди Шекман, клеточный биолог из Университета Калифорнии и главный редактор eLife . «Кто бы мог подумать, что такая молекула может быть вовлечена в колонизацию?» Шекман знал о работе в лаборатории Кинга в течение некоторого времени, и когда он услышал о результатах, которых они достигли, он начал призывать их представить документ в его новом предприятии открытого доступа. По словам Шекмана, убедить всех авторов статьи в том, что они получат соответствующую информацию, было нелегко для нового журнала, но в итоге они хотели принять участие в новой модели публикации в открытом доступе. (См. Статью этого месяца о будущем научных публикаций для более детального обсуждения издателей открытого доступа.) Полная статья будет опубликована в первом выпуске eLife , который выйдет через пару месяцев, но в настоящее время готовится препринт. доступно на веб-сайте лаборатории King.

R. Alegado et al., “Бактериальная регуляция развития колоний у ближайших живых родственников животных”, eLife , цитата должна быть подтверждена, 2012.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *