Созданы дрожжи-праноеды, которым свет только на пользу
Обычные дрожжи для производства хлеба или пива лучше бродят в темноте. Прямой свет может затруднить или даже загубить весь процесс.
Сотрудники лаборатории профессора Уильяма Рэтклиффа из Технологического института Джорджии сообщили в журнале Current Biology, что смогли создать один из первых в мире штаммов дрожжей, самочувствие которых лучше как раз на свету. И если истории о людях-солнцеедах (они же праноеды, они же бретарианцы) кажутся сказкой, то в отношении крошечных видов жизни это вовсе не фантастика.
Соавтор исследования Энтони Бернетти рассказал, что они с коллегами были откровенно шокированы тем, насколько просто оказалось превратить дрожжи в фототрофы, что означает «питающиеся светом». Всё, что учёным понадобилось сделать — это переместить один ген.
Исследование стало логичным продолжением прошлой научной работы группы Рэтклиффа по изучению эволюции многоклеточной жизни. Авторы опубликовали первый отчёт о своём эксперименте по долгосрочной эволюции многоклеточных организмов (MuLTEE) в журнале Nature в 2023 году. Суть достижения была в том, что полученные в ходе экспериментов многоклеточные дрожжи, формой похожие на снежинки, смогли повторять свою многоклеточность на протяжении 3000 поколений. И этой был первый столь долгосрочный эволюционный эксперимент по выведению новых видов многоклеточных организмов от одноклеточных предков в лаборатории. https://phys.org/news/2023-05-journey-multicellular-life-long-term-experimental.html

В ходе эволюционного эксперимента обнаружилось существенное ограничение для развития многоклеточных дрожжей: трудности с получением ими энергии. Энтони Бернетти пояснил, что кислороду трудно проникать глубоко в их ткани. Так возник замысел для дальнейших исследований.
Один из способов дать организмам заряд энергии без кислорода — это врубить им свет. Но талант преобразовывать свет в полезную энергию — это не так-то просто с эволюционной точки зрения. Например, молекулярный механизм, который позволяет растениям использовать свет для получения энергии, включает множество генов и белков, которые трудно выработать и передать другим организмам. Причём добиться такого было бы сложно не только в лаборатории: над этим, как считает наука, немало попотела сама эволюция.
Однако, на удачу, растения — не единственные, кому дано превращать свет в энергию. Существуют и другие, которые используют свет более простым способом с помощью родопсинов — это белки, которые могут преобразовывать свет в энергию без дополнительных клеточных механизмов.
Ведущий соавтор исследования биолог Отэм Питерсон рассказала, что родопсины встречаются по всему древу жизни. А происходит это благодаря генетическому обмену, который называется горизонтальным переносом генов. То есть речь об обмене генетической информацией между чуждыми друг другу организмами. Горизонтальный перенос генов может способствовать эволюционные рывкам, когда за короткое время, например, бактерии быстро развивают устойчивость к определённым антибиотикам. Итак, горизонтальный перенос может происходить со всеми видами генетической информации и особенно часто встречается с белками родопсинов.
Бурнетти объяснил, что при поисках способа внести родопсины в многоклеточные дрожжи биологи обнаружили, что могут устроить горизонтальный перенос родопсинов в обыкновенные одноклеточные дрожжи, в которых ранее такого отродясь не водилось.
Чтобы убедиться в интересной возможности, они добавили ген родопсина, выделенный из паразитического гриба, к обычным хлебопекарным дрожжам. Специфический ген кодирует форму родопсина, который вводится в клеточную вакуоль, то есть в часть клетки, способную превращать родопсин в энергию.
Заполучив таким образом себе в вакуоли родопсина, дрожжи проявили способности расти приблизительно на 2% быстрее под освещением. Благодаря переносу единственного гена линия организмов стала фототрофной, получающей дополнительную энергию просто от света — и это колоссальное преимущество с точки зрения эволюции!
Эта кажущаяся простота достижения доказывает на своём примере сравнительную лёгкость, с которой родопсины смогли распространиться по столь многим линиям жизни, добавила Отэм Питерсон.
Кстати, описанная вакуолярная функция может влиять на клеточное старение. Так что группа биологов теперь проверяет, могут ли родопсины снижать эффекты старения дрожжей. Тем временем иные учёные уже начинают использовать новые дрожжи со световом «прикормом» с прицелом на синтез биотоплива.
А коллектив профессора Уильяма Рэтклиффа идёт своим путём. Им интересно понять, как бы передать преимущества одноклеточных дрожжей-светоедов многоклеточным организмам. Говоря о MuLTEE, Бурнетти назвал это прошлогоднее достижение прекрасной модельной системой простой многоклеточности, у которой теперь забрезжили шансы обрести фототрофность.
Сотрудники лаборатории профессора Уильяма Рэтклиффа из Технологического института Джорджии сообщили в журнале Current Biology, что смогли создать один из первых в мире штаммов дрожжей, самочувствие которых лучше как раз на свету. И если истории о людях-солнцеедах (они же праноеды, они же бретарианцы) кажутся сказкой, то в отношении крошечных видов жизни это вовсе не фантастика.
Соавтор исследования Энтони Бернетти рассказал, что они с коллегами были откровенно шокированы тем, насколько просто оказалось превратить дрожжи в фототрофы, что означает «питающиеся светом». Всё, что учёным понадобилось сделать — это переместить один ген.
Исследование стало логичным продолжением прошлой научной работы группы Рэтклиффа по изучению эволюции многоклеточной жизни. Авторы опубликовали первый отчёт о своём эксперименте по долгосрочной эволюции многоклеточных организмов (MuLTEE) в журнале Nature в 2023 году. Суть достижения была в том, что полученные в ходе экспериментов многоклеточные дрожжи, формой похожие на снежинки, смогли повторять свою многоклеточность на протяжении 3000 поколений. И этой был первый столь долгосрочный эволюционный эксперимент по выведению новых видов многоклеточных организмов от одноклеточных предков в лаборатории. https://phys.org/news/2023-05-journey-multicellular-life-long-term-experimental.html

В ходе эволюционного эксперимента обнаружилось существенное ограничение для развития многоклеточных дрожжей: трудности с получением ими энергии. Энтони Бернетти пояснил, что кислороду трудно проникать глубоко в их ткани. Так возник замысел для дальнейших исследований.
Один из способов дать организмам заряд энергии без кислорода — это врубить им свет. Но талант преобразовывать свет в полезную энергию — это не так-то просто с эволюционной точки зрения. Например, молекулярный механизм, который позволяет растениям использовать свет для получения энергии, включает множество генов и белков, которые трудно выработать и передать другим организмам. Причём добиться такого было бы сложно не только в лаборатории: над этим, как считает наука, немало попотела сама эволюция.
Однако, на удачу, растения — не единственные, кому дано превращать свет в энергию. Существуют и другие, которые используют свет более простым способом с помощью родопсинов — это белки, которые могут преобразовывать свет в энергию без дополнительных клеточных механизмов.
Ведущий соавтор исследования биолог Отэм Питерсон рассказала, что родопсины встречаются по всему древу жизни. А происходит это благодаря генетическому обмену, который называется горизонтальным переносом генов. То есть речь об обмене генетической информацией между чуждыми друг другу организмами. Горизонтальный перенос генов может способствовать эволюционные рывкам, когда за короткое время, например, бактерии быстро развивают устойчивость к определённым антибиотикам. Итак, горизонтальный перенос может происходить со всеми видами генетической информации и особенно часто встречается с белками родопсинов.
Бурнетти объяснил, что при поисках способа внести родопсины в многоклеточные дрожжи биологи обнаружили, что могут устроить горизонтальный перенос родопсинов в обыкновенные одноклеточные дрожжи, в которых ранее такого отродясь не водилось.
Чтобы убедиться в интересной возможности, они добавили ген родопсина, выделенный из паразитического гриба, к обычным хлебопекарным дрожжам. Специфический ген кодирует форму родопсина, который вводится в клеточную вакуоль, то есть в часть клетки, способную превращать родопсин в энергию.
Заполучив таким образом себе в вакуоли родопсина, дрожжи проявили способности расти приблизительно на 2% быстрее под освещением. Благодаря переносу единственного гена линия организмов стала фототрофной, получающей дополнительную энергию просто от света — и это колоссальное преимущество с точки зрения эволюции!
Эта кажущаяся простота достижения доказывает на своём примере сравнительную лёгкость, с которой родопсины смогли распространиться по столь многим линиям жизни, добавила Отэм Питерсон.
Кстати, описанная вакуолярная функция может влиять на клеточное старение. Так что группа биологов теперь проверяет, могут ли родопсины снижать эффекты старения дрожжей. Тем временем иные учёные уже начинают использовать новые дрожжи со световом «прикормом» с прицелом на синтез биотоплива.
А коллектив профессора Уильяма Рэтклиффа идёт своим путём. Им интересно понять, как бы передать преимущества одноклеточных дрожжей-светоедов многоклеточным организмам. Говоря о MuLTEE, Бурнетти назвал это прошлогоднее достижение прекрасной модельной системой простой многоклеточности, у которой теперь забрезжили шансы обрести фототрофность.
- Дмитрий Ладыгин
- phys.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...