Новые синтетические гибриды дрожжей и бактерий демонстрируют древнюю эволюцию

Внутри клеток сложных форм жизни находятся крошечные отдельные структуры - органеллы, некоторые из которых имеют свой собственный геном, отличный от генома более крупного организма. Сюда входят митохондрии животных и хлоропласты растений, которые вырабатывают энергию для организма. Ведущая теория предполагает, что эти органеллы изначально были отдельными микроорганизмами, поглощенными другими клетками, и в конечном итоге они вступили в симбиотические отношения, которые проложили путь для развития сложной жизни.

Новое исследование воссоздало этот процесс, известный как эндосимбиоз. Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне разработали и создали искусственные гибриды двух микробов — почкующихся дрожжей и фотосинтезирующих цианобактерий.

Получившаяся химера способна фотосинтезировать, как бактерии, для выработки энергии и размножаться путем почкования, как дрожжи. Организмы смогли размножаться в течение как минимум 15-20 поколений, и команда говорит, что это достижение придает вес гипотезе о том, что сложная жизнь зародилась в результате эндосимбиоза.

«Мы, по сути, превратили нефотосинтезирующий организм в фотосинтетическую химерную форму жизни», — сказал Ангад Мехта, ведущий исследователь. «Я считаю, что новая способность создавать контролируемые синтетические эндосимбиотические химеры, которыми можно генетически и метаболически манипулировать, аналитически изучать и визуализировать, а также компьютерно моделировать и предсказывать, разорвет тупик в понимании этой замечательной эволюционной трансформации».

Это не первый сконструированный гибрид, демонстрирующий эндосимбиоз в действии. Предыдущее исследование, проведенное в 2018 году, аналогичным образом объединило дрожжи и кишечную палочку, изменив каждую из них так, что бактерии должны были получать витамины из дрожжей, а дрожжи - получать энергию от бактерий.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.