Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
11 августа 2011, источник: РИА Новости

Ученые нашли «матрешку» из бактерий в кишечнике насекомого-вредителя

МОСКВА, 11 авг — РИА Новости. Американские ученые обнаружили в кишечнике мучнистого червеца «матрешку» из двух бактерий — одна из них живет внутри другой и помогает ей вырабатывать аминокислоты, отсутствующие в соке растений, которым питаются червецы, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Джона Маккатчен (John McCutcheon) из университета штата Аризона в городе Тусон и Кэрол фон Долен (Carol von Dohlen) из университета штата Монтана в Миссуле пришли к такому выводу, проанализировав геном упомянутых микроорганизмов. Исследователи установили, что каждая из этих бактерий не способна синтезировать аминокислоты самостоятельно, и им приходится прибегать к услугам своей «напарницы» для полноценной «сборки» аминокислот.

Мучнистые червецы (Planococcus citri) принадлежат к числу насекомых, питающихся соком растений. В растительном соке отсутствуют важные аминокислоты, которые организм червеца не может синтезировать сам. В кишечнике насекомого живут два вида бактерий, которые помогают червецам справляться с недостатком незаменимых аминокислот. При этом одна из бактерий, Candidatus Moranella, живет внутри другой — Candidatus Tremblaya, что было ранее установлено другой группой ученых под руководством фон Долен.

Авторы статьи проанализировали геномы бактерий и установили, что они производят восемь различных аминокислот, из них шесть приходится на Candidatus Tremblaya, и еще две — на Candidatus Moranella.

Оказалось, что геном Tremblaya содержит всего 140 тысяч нуклеотидов — «букв» ДНК — и 120 генов, кодирующих белки, что делает его самым коротким и примитивным геномом, который был когда-либо расшифрован учеными. Геном бактерии очень стабилен — как утверждают ученые, это является следствием крайне узкой специализации данного микроорганизма. При этом, в отличие от других «микробактерий», «плотность» их генома не слишком высока — гены занимают в нем только 72%, что гораздо меньше 90-95%, типичных для примитивных бактерий.

Помимо этого, у бактерии отсутствует часть генов, отвечающих за синтез ферментов, участвующих в сборке белков из отдельных аминокислот.

Анализ генома показал, что бактерия не способна завершить синтез всех аминокислот самостоятельно. Ученые предположили, что в процессе могут быть задействованы белки и ферменты, которые вырабатываются насекомыми и поглощаются бактериями Tremblaya, или же сборка аминокислот может завершаться во «внутренней» бактерии Moranella.

Геном Moranella в четыре раза длиннее, чем у материнской бактерии Tremblaya, при этом он содержит только 15 генов, участвующих в производстве аминокислот. Часть из них «дополняет» неполные цепи сборки аминокислот в Tremblaya, а другая часть формирует две цепочки производства аминокислот, которые дополняются белками и ферментами из материнской бактерии и кишечника насекомого.

Как отмечают исследователи, в некоторых случаях «заготовки» аминокислот успевают побывать в клетках бактерий и кишечнике червеца по несколько раз в ходе процесса сборки аминокислот. Механизм такого обмена пока не известен, однако ученые предполагают, что бактерии могут обмениваться как «заготовками», так и недостающими ферментами и белками, необходимыми для сборки аминокислот.

Биологи полагают, что такое разделение труда достаточно необычно — как правило, бактерии разных видов в кишечнике насекомых собирают различные наборы белковых «кирпичиков».

Геном обеих бактерий не приспособлен к самостоятельной жизнедеятельности, и скорее всего, их численность поддерживается и контролируется организмом насекомого. Ученые предполагают, что отсутствие жизненно важных белков и генов в Tremblaya может компенсироваться тем, что она может «переварить» клетки Moranella и использовать ее ферменты и РНК — «инструкции» для производства белков — для выработки аминокислот.