Учёные объяснили тройной симбиоз мучнистых червецов

Американские исследователи выяснили, каким образом в клетках насекомого живёт бактерия, в которой в свою очередь живёт другая ещё более мелкая бактерия. В ходе разбирательств обнаружился самый короткий геном, а также прояснилась история появления человеческих митохондрий.

Исследователи обнаружили, что симбиотическая цепочка помогает главным хозяевам, мучнистым червецам (Planococcus citri — на снимке), не помереть с голоду (фото University of California, Irvine).

В запутанных взаимовыгодных отношениях всех трёх героев нынешней работы разбирались Джон МакКатчеон (John McCutcheon) из университета Монтаны и Кэрол фон Долен (Carol von Dohlen) из университета Юты, открывшая в 2001 году этот «матрёшечный» вид симбиоза.

Исследователи изучили гены двух бактерий — партнёров червецов. Оказалось, что и большая Tremblaya princeps и её более мелкая обитательница Moranella endobia по отдельности не способны перерабатывать сок растения, на котором «пасутся» насекомые, в аминокислоты для своего хозяина. Однако вместе их слаженные действия приводят к нужному результату. Часть работы достаётся одной бактерии, а другая доводит начатое до конца.

Учёные признают, что пока не понимают, как происходит координация всех процессов – слишком сложна существующая система (иллюстрация Current Biology).

Параллельно американцы установили, что T. princeps обладает самым коротким клеточным геномом среди живых организмов, не являющихся органеллами (есть и такие!) – в его составе всего 121 ген.

Такое положение дел, скорее всего, обусловлено эволюцией симбиотических отношений. Бактерия, находясь в дружественной среде, постепенно избавлялась от собственных генов и соответствующих функций.

Нынешнее открытие укрепляет теорию, гласящую, что нечто подобное произошло много миллионов лет назад с митохондриями — органеллами, которые выполняют функции электростанций в клетках животных, а также с хлоропластами, отвечающими за процесс фотосинтеза в клетках растений. Когда-то они, считают биологи, тоже были бактериями-друзьями, взяли на себя часть метаболических функций и стали постоянными частями клеток хозяев.

Прежняя работа учёных была опубликована в журнале Nature, а нынешняя вышла в Current Biology.