» » У антарктических водорослей нашли гены, которые защищают их от замерзания

У антарктических водорослей нашли гены, которые защищают их от замерзания

У антарктических водорослей нашли гены, которые защищают их от замерзания

Американские молекулярные биологи обнаружили гены, которые помогают водорослям из самого сурового региона Антарктики избегать замерзания и гибели. Эти гены управляют производством глицерина – одного из компонентов автомобильного антифриза. Результаты исследования опубликовал научный журнал Frontiers in Plant Science.

"Мы изучаем механизмы, которые помогают микробам выживать в экстремальных условиях. Хламидомонады из озера Бонни идеально подходят для этого, так как они постоянно подвергаются действию окислительного стресса, сверхнизких температур, полярной ночи и высокого уровня соли в воде. Нам удалось впервые показать, что они умеют производить глицерин", – рассказал один из авторов исследования, адъюнкт-профессор Университета штата Невада (США) Джеймс Реймонд.

Как правило, низкие температуры и заморозка убивают клетки практически всех многоклеточных организмов. Это связано с тем, что при снижении температуры в их клетках начинают формироваться кристаллы льда, которые разрывают мембраны клеток, в результате чего те умирают.

Некоторые животные, такие как лягушки или черви, решили эту проблему. Их организм вырабатывает специальные вещества-"антифризы", которые мешают ледяным кристаллам образовываться, помогая таким существам пережить заморозку. Около 20 лет назад ученые создали первые синтетические аналоги подобных антифризов. Они превращают замороженные органы в своеобразное ледяное "стекло".

Многие растения и животные защищаются от заморозки гораздо проще. К примеру, многие насекомые и грибки зимой вырабатывают глицерин, один из компонентов автомобильного антифриза.



Секреты "Марсианских" водорослей

Раньше ученые никогда не исследовали, вырабатывают ли глицерин микробы и растения, которые обитают в Заполярье, а также не выясняли, как именно производятся молекулы этого "антифриза". Реймонд и его коллеги заполнили этот пробел, изучая два вида водорослей из рода хламидомонад, которые живут в подледном озере Бонни.

Оно расположено на территории так называемых сухих долин Мак-Мердо в Земле Виктории, для которых характерны почти "Марсианский" климат и температура. Озеро заполнено очень густым рассолом.

В последние несколько десятилетий и сухие долины, и само озеро Бонни активно изучают специалисты NASA и биологи, которых интересуют как местные микробы-экстремофилы, так и растения, которые приспособились к жизни в подобных условиях. Среди последних – два вида хламидий, которые научились жить в очень соленой воде озера почти полностью без света во время антарктической зимы.

Реймонд и его коллеги детально изучили структуру генома этих водорослей и сравнили его с устройством ДНК еще одного вида водорослей, Dunaliella salina. Последние используют глицерин совсем для другого – чтобы жить в пересоленых озерах.

В результате ученые выделили в геномах обоих видов водорослей гены (у одного – три, у другого – пять), которые по структуре были похожи на те участки генома Dunaliella salina, которые предположительно отвечают за синтез глицерина. Последующие опыты показали, что эти гены связаны с производством фермента PSP/GPDH. Он превращает соединение ацетона и фосфорной кислоты сначала в фосфат глицерина, а затем в чистый "антифриз".

Что интересно, тех количеств глицерина, которые ученые нашли в клетках водорослей, хватает для того, чтобы спасти их от замерзания, но недостаточно, чтобы защитить их от избытка соли в воде. Поэтому биологи считают, что в геномах этих видов хламидомонад есть и другие цепочки генов, которые помогают им выводить из организма излишки соли и жить в условиях, которые напоминают подледные океаны Энцелада, Европы и других покрытых льдом объектов Солнечной системы,.

"Благодаря подобным открытиям последних лет мы значительно расширили представления о том, где на других небесных телах Солнечной системы может скрываться жизнь. В частносит, речь о планетах, на которых предположительно есть подледные океаны со столь же солеными, темными и холодными водами, как в озере Бонни", – подытожил Реймонд.

23 август 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

В метеорите из Антарктики оказалось рекордное количество закрученных влево аминокислот

Раньше ученые считали такое соотношение молекул в метеоритах аномалией и следствием загрязнения земной органикой

Ученые выяснили, что слезы птиц и рептилий похожи на человеческие

Слезы рептилий и птиц оказались одновременно и похожи, и не похожи на человеческие

В нашей ДНК нашлись гены загадочных видов

Биологи обнаружили в ДНК неандертальца и денисовского человека следы неизвестных человеческих видов, некогда скрестившихся с ними. Часть этого генетического наследия носят в себе и современные люди.

Вирусы научились управлять обменом веществ своих жертв

Это открытие практически стирает границу между живыми существами и вирусами, которые на них паразитируют

Гены бактерий помогли водорослям выбраться на сушу

Освоение водорослями суши и появление первых растений было бы невозможно без быстрой адаптации к новым условиям — например, решения проблемы обезвоживания. Секвенирование геномов двух современных

Тайна наскального великана в Заполярье раскрыта

Ученые установили, что изображение мифического великана на скале у Сейдозера, который находится на Кольском полуострове, было образовано из водорослей и грибов и водорослей. Стометровый наскальный
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереНа МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой