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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
ФСБ рассекретило часть архивов Александра Вадиса, генерала «Смерш»: как советская контрразведка переиграла немцев на Курской дуге. И не только
Историки говорят: по биографии этого смершевца можно запросто снять несколько остросюжетных боевиков...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...