Ученые расшифровали геном фотосинтетических животных

Морские слизни фото

Растения, водоросли и некоторые бактерии способны осуществлять фотосинтез, то есть процесс преобразования солнечной энергии в сахар.

Животные обычно не могут использовать этот процесс для получения энергии, но есть несколько известных исключений. Некоторые морские слизни поглощают хлоропласты водорослей, которые они потребляют, в свои клетки. Эти хлоропласты сохраняют свою способность выполнять фотосинтетическую активность в клетках животных в течение нескольких месяцев и, таким образом, обеспечивают их питанием на основе фотосинтеза. Этот процесс называется «клептопластикой», и уже более 50 лет он привлекает большое внимание из-за своей удивительной уникальности в обеспечении фотосинтеза животных.

Группа исследователей из Национального института фундаментальной биологии (NIBB), совместно с сотрудниками из японских институтов, опубликовала геном морского слизня, Plakobranchus ocellatus type black, в eLife.

Актуальный вопрос заключается в том, как эти секвестрированные хлоропласты сохраняют свою фотосинтетическую способность без ядер водорослей. Поскольку геном ядра водорослей кодирует большую часть белков, необходимых для фотосинтеза, хлоропласты, выделенные из клеток водорослей, мгновенно теряют свою фотосинтетическую способность. Тем не менее, морские слизни, поедающие водоросли, сохраняют эту фотосинтетическую способность в течение нескольких месяцев.

Было много споров о механизмах, лежащих в основе феномена секвестрированных хлоропластов, сохраняющих фотосинтетические способности в течение длительного времени. Широко распространенная гипотеза, объясняющая клептопластику, — это горизонтальный перенос генов фотосинтеза от водорослей к морскому слизню.

«Поскольку морской слизень не является модельным организмом, его геномный анализ был очень сложным по сравнению с модельными организмами, такими как мышь и плодовая муха. Кроме того, для них не было качественной генетической информации. Эта ситуация, следовательно, помешала проверке гипотезы о горизонтальном переносе генов, происходящих из водорослей, — сказал Сюдзи Сигенобу, ученый-геном и профессор NIBB, который является автором статьи.

В результате исследования ученым удалось получить детальную информацию о геноме морской улитки.

«Мы очень внимательно изучили геном, но не нашли свидетельств фотосинтетических генов, закодированных в геноме морских слизней», — сказал он.

«Мы приступаем к новой задаче, чтобы ответить на вопрос: как морской слизень сохраняет эту функцию без горизонтального переноса генов? Наши данные о геноме также указывают на это. Мы нашли несколько генов-кандидатов, связанных с долгосрочным поддержанием фотосинтетической активности. Эти гены, связанные с метаболизмом белков, толерантностью к окислительному стрессу и врожденным иммунитетом, должны быть впоследствии выделены в будущих исследованиях», — говорит Таро Маэда, первый и соавтор статьи.

Механизмы, лежащие в основе клептопластики, до сих пор не ясны. Дальнейшее понимание этого феномена может привести нас к инновационным биотехнологиям, которые, например, могут в будущем наделить фотосинтетические способности другими клетками других животных.

Ранее Курсор писал, что в Канаде обнаружили следы древнейших животных. Палеобиолог Элизабет Тернер входе изучения пластинчатых срезов пород с рифов Little Dal в Канаде обнаружила потенциальные ископаемые доказательства того, что царство животных существовало еще в неопротерозой.

Курсор уже сообщал, что в ООН рассказали, что гибель коралловых рифов приведет к катастрофе.

Читайте последние новости Израиля и мира на канале Курсора в Telegram.

Автор материала:
Таня Нати
ТЭГИ: