Меню
Назад » » 2020 » Август » 23

У антарктических водорослей нашли гены, которые защищают их от замерзания

  • 23.08.2020
  • 264 Просмотра
  • Обсудить

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.

Оригинал


Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
avatar
Читайте также
25.11.2020 в 09:20 «Не могу простить мужу, что он гулял до свадьбы»
Вероника, правильно ли я вас понимаю, что муж имел отношения с другими женщинами, когда вы были еще не женаты? То есть год, когда вы общались намеками на расстоянии три тысячи километров? В чем именно он вас обманул?...

Читать далее

25.11.2020 в 09:08 Почему не стоит всех прощать?
«Прости и станет легче», — говорит подруга. «Ну чего ты дуешься?» — спрашивает партнер, который час назад сорвал на вас злость и не извинился. И мы прощаем, отпускаем, стараемся забыть.

Читать далее

25.11.2020 в 09:04 Детская сексуальность до трех лет: что влияет на ее развитие?
Проявления сексуальности у ребенка начинаются с рождения, а значит, с самого начала есть и факторы, способные нарушить психосексуальное развитие. Поэтому родителям важно представлять себе особенности младенческой сексуальности, чтобы избежать ошибок и, главное...

Читать далее

25.11.2020 в 09:00 Ложь на языке тела
Обманщика выдают различные признаки, профессионалы умеют распознавать ложь по незаметным жестам, которые неплохо выучить всем.

Читать далее

24.11.2020 в 20:54 Недостаток кислорода приводит к старению, а избыток – к бессмертию
Израильские ученые утверждают, что, используя только кислород, им удалось успешно обратить процесс биологического старения вспять.

Читать далее