«Афродизіаки» бактерій стимулювали статевий процес найпростіших

Американські вчені з'ясували, що бактерії здатні виділяти в навколишнє середовище «афродизіаки», що стимулюють статевий процес у джгутиконосців. Без цих ферментів, що впливають на хондроітінсульфати, джгутиконоці практично ніколи в статевий процес не вступають. Коротко ми про це вже писали - вчені розповідали про попередні результати своєї роботи на конференції в Сан-Франциско. Відповідну публікацію з подробицями їх дослідження тепер можна на побачити на.

Багато одноклітинних, хоча теоретично і здатні до статевого процесу, не проявляють подібної активності, особливо в пробірці. - приклад такого одноклітинного. Це комірцевий джгутіконосець, активний хижак, який завжди виявляв вкрай мало інтересу до статевого розмноження в лабораторних умовах. Довгий час було незрозуміло, чи є, взагалі, статевий процес у комірцевих джгутіконосців, проте наявність у них генів, пов'язаних з мейотичною стадією клітини, і ретротранспозонів вказувало на те, що відповідний механізм у них, швидше за все, є.

Деякий час тому Ніколь Кінг з Каліфорнійського університету Берклі з'ясувала, що при голодуванні деякі джгутиконосці, подвоївши набір хромосом, все ж знаходять собі партнера, з тим, щоб злитися з ним оболонками і ядрами, а потім розійтися, обмінявшись генетичною інформацією за рахунок процесу рекомбінації. Саме таким чином статевий процес зазвичай і відбувається у одноклітинних. Однак кількість таких джгутиконосців було дуже мало (менше двох відсотків колонії), і яким чином вони здійснюють статеве розмноження в природі, залишалося незрозумілим.

Студентка на ім'я Аріель Возниця спробувала додати в середу, де мешкали джгутиконоці, культуру. Ця біолюмінісцентна бактерія є відомим симбіонтом багатьох видів і дуже поширена. Наявність, зокрема, необхідна для розвитку біолюмінісцентних органів у восьминогів Додавання її в культуру джгутиконоців зробило несподіваний ефект - джгутиконосці розбилися на «зграї» і почали активно рухатися всередині стай і вступати в статевий процес. Проходження статевого процесу було підтверджено як візуально (джгутіконосці зливалися оболонками клітин і ядрами), так і за допомогою генетичного аналізу, що показав, що рекомбінація у них теж, дійсно, відбувалася.

З'ясувалося, що бактерії виділяють у навколишнє середовище спеціальний «афродизіак», який вчені назвали EroS. Цей фермент - ліаза, яка впливає на мембрани джгутіконосців, «від'їдаючи» від їхніх зовнішніх компонентів (хондроітінсульфатів) їхні цукрові частини. Мабуть, вони служать бактеріям джерелом живлення, а для джгутиконоців це сигнал, що пора обмінюватися генетичною інформацією. Чому - поки залишається неясним. Більш того, сама наявність хондроітінсульфатів у джгутіконосцев стало відкриттям, тому що раніше вважалося, що такі глікозаміноглікани є тільки у багатоклітинних, а у джгутіконосців існує лише їх аналог. Ферменти, схожі на EroS, служать сперматозоїдам для того, щоб правильно ідентифікувати яйцеклітину і проникати всередину її.

Очищений EroS та інші ферменти з подібною активністю (хондроітінсульфатліази) чинили на джгутиконоців такий же ефект, як і додавання культури бактерій. Мабуть, бактерії дійсно здатні регулювати статевий процес у одноклітинних за допомогою подібних ферментів. Це перший подібний описаний випадок, повідомляють вчені.

Окремо варто зазначити, що взаємодія джгутіконосців і бактерій - мабуть, взагалі дуже складна система. По-перше, джгутиконосці живляться бактеріями. По-друге, спеціальні ліпіди, які продукують бактерії, як показали в цій же самій лабораторії, ініціюють перехід від одиночного існування до формування «розеток» - щільних колоній з розподілом ролей (вважається, що подібні колонії комірцевих джгутиконосців - предок сучасних багатоклітинних тварин). Нові дані свідчать про те, що і статеві процеси у них залежать від наявності певних бактерій в навколишньому середовищі. Це зайвий раз підкреслює тісний взаємозв'язок прокаріот і еукаріот і неможливість існування других без перших.

А про феромони, які виділяють бактерії кишечника тарганів, можна прочитати тут.