Как «псевдомышьяковые» бактерии отличают фосфор от мышьяка
Стало известно, как бактерия GFAJ-1, которая едва не заставила учёных пересмотреть базовые аксиомы биологии, может отличать фосфор от мышьяка, даже когда мышьяка оказывается в несколько тысяч раз больше.
Та самая бактерия GFAJ-1, которая едва не заставила учёных пересмотреть основные законы биологии (фото
История с «псевдомышьяковыми» бактериями, которая, казалось бы,
Однако на смену одной загадке пришла другая. Если бактерии действительно предпочитают фосфор, то как они отличают его от мышьяка? Источником фосфора для клетки служит остаток фосфорной кислоты PO43–, который чрезвычайно похож на остаток мышьяковой кислоты (арсенат-ион) AsO43–. Как белки бактерий GFAJ-1 и родственных им видов отличают один ион от другого? Чтобы выяснить это, исследователи из
Даже 500-кратное преобладание арсената не могло заставить белки связать его вместо фосфат-иона, сообщают учёные в журнале
Оказалось, что арсенат-ион, который лишь ненамного больше фосфат-иона, расшатывает и ослабляет единственную связь, принадлежащую одному из атомов водорода молекулы белка. Этот атом участвует в присоединении иона к белку, и в случае плохой связь с остальной белковой молекулой никакого связывания не происходит. Однако у мутантных белков эта связь может быть слишком прочной, и в результате клетка с таким белком окажется отравленной мышьяком. Возможна мутация и с обратным эффектом, когда вероятность того, что белок свяжет арсенат-ион, окажется ещё меньше. Именно такое усовершенствование и могло произойти у GFAJ-1.
В целом бактерии GFAJ-1 оказались не такими уж исключениями из общего правила: всякая клетка старается не допустить проникновения мышьяка в цитоплазму, просто у GFAJ-1 это получается лучше всех. Настолько лучше, что может показаться, будто у них есть какой-то особенный, специальный механизм.
Как бы то ни было, новые результаты отвечают на вопрос, как бактериям удаётся добывать фосфор в среде, переполненной мышьяком, и это окончательно хоронит надежды на «альтернативную форму жизни» — по крайней мере в отношении этих бактерий.
Подготовлено по материалам