Mikrobowi żyjącemu w jelitach szynszyli brakuje mitochondriów, wytwarzających energię organelli komórkowych, które kiedyś uważano za kluczowe dla funkcji eukariotów.
Eukarionty to komórki z organellami związanymi z błoną, w tym jądrem, cechą, która odróżnia je od prokariotów (które obejmują bakterie i archeony). Jednym z tych organelli związanych z błoną są mitochondria. Mitochondria są znane jako „elektrownia” komórki, ponieważ wytwarzają adenozynotrifosforan (ATP), który komórki wykorzystują jako paliwo. Mitochondria są również zaangażowane w wiele innych aspektów funkcji komórek, powiedziała Anna Karnkowska, współautorka nowych badań.
W tym badaniu Karnkowska i jej koledzy odkryli, że eukariota zamieszkująca jelita Monocercomonoides wcale nie ma żadnych mitochondriów. Z jednej strony nie jest to całkowicie zaskakujące: wielu eukariontów żyjących w środowiskach o niskiej zawartości tlenu zrzuciło mitochondria, ponieważ napędzają się beztlenowo lub bez tlenu. (Synteza ATP w mitochondriach wymaga tlenu.) Ale wszystkie te organizmy mają resztki mitochondriów, powiedziała Karnkowska. W przeciwieństwie, Monocercomonoides nie ma nic. Brak białek związanych z mitochondriami. Bez genów. Brak powiązanych enzymów. [12 najdziwniejszych odkryć zwierząt]
„W tym kontekście było to dla nas zaskakujące, ponieważ naprawdę straciliśmy nadzieję, że tak się stanie” - powiedziała Karnkowska Live Live.
Aby napędzać codzienne życie i wzrost, Monocercomonoides Karnkowska powiedziała, że stosuje standardowe oddychanie beztlenowe. Ale drobnoustrój zastąpił również wiele innych funkcji mitochondriów. Jedną z tych funkcji jest łączenie klastrów żelazo-siarka, jednego z najważniejszych produktów mitochondrialnych wykorzystywanych w wielu reakcjach wokół komórki. Klastry żelazo-siarka lub Fe-S mogą nawet pomóc w regulacji, które geny są wyrażane w białkach, a które nie.
Monocercomonoides nie ma maszynerii mitochondrialnej do tworzenia tych klastrów, ale nadal je gromadzi. Jest tak, ponieważ w pewnym momencie ewolucji mikrob nabył pewne geny od bakterii w tak zwanym poziomym transferze genów. Geny te pozwalają mu mobilizować żelazo i siarkę w cytosolu poza organellami komórkowymi, a nie w mitochondriach. Wiadomo, że tylko dwie inne linie eukariotów utraciły mitochondrialny mechanizm Fe-S. Mikroby te zastąpiły również funkcję mitochondriów zdolnościami genetycznymi wyrwanymi z bakterii.
„Wydaje się, że to ostatni krok, który musi się wydarzyć [całkowicie stracić mitochondria Monocercomonoides] była ta funkcjonalna wymiana maszyn klastra Fe-S "ogniwa", powiedziała Karnkowska.
Odkrycie to niekoniecznie umniejsza znaczenie mitochondriów dla komórek eukariotycznych, powiedziała Karnkowska. Raczej pokazuje, jak trudno jest zastąpić zajęte małe organelle.
„Pokazuje, które funkcje są bardzo ważne dla mitochondriów i z jakich powodów w większości przypadków mitochondria muszą znajdować się w komórce” - powiedziała. „To raczej wyjątek potwierdzający regułę”.
Ale odkrycie rozszerza również różnorodność eukariontów i podkreśla, jak mało wiadomo o tej grupie. Karnkowska powiedziała, że znacznie więcej wiadomo na temat bakterii prokariotycznych, ponieważ ich genomy są mniejsze i łatwiejsze do sekwencjonowania. Wiele jednokomórkowych eukariontów, które zostały zbadane, to ludzkie pasożyty, takie jak Giardia intestinalis, ponieważ wpływają na zdrowie ludzi. Zdaniem Karnkowskiej dużo mniej wiadomo o wielu eukariotach żyjących spokojnie w środowisku morskim lub współistniejących w przewodzie pokarmowym zwierząt.
„Mikrobiologiczne eukarionty, zwane także protistami, są wszędzie, w nas, w innych zwierzętach, w wodzie, w glebie, wszędzie” - powiedziała Karnkowska. „I wciąż jest wiele rzeczy, których po prostu nie wiemy”.
Śledź Stephanie Pappas na Twitter and . Podążaj za nami @wordssidekick, Facebook . Oryginalny artykuł o WordsSideKick.com.
Pasożyta żyjącego w jelitach szynszyli nie ma żadnych śladów mitochondriów, co czyni go wyjątkowym wśród eukariontów.