В середине Атлантического океана, между Гренландией и Норвегией, на глубине 2300 метров, есть черный курильщик регионе, где горячая вода льется из дна моря. В этом странном месте под названием “замок Локи” в честь коварный скандинавский Бог Локи: том Хиддлстон играть с ним в “Мстителях”. Клетки животных и растений гораздо сложнее, чем бактериальные клетки. Но на стороне замка, Локи-это живой организм, а не как другие. И может объяснить, как жизнь развивалась на земле.
В 2015 году группа ученых под руководством микробиолога Ettema тайс из Университета Упсалы в Швеции сообщили, что они обнаружили новый вид микроорганизмов. Они нашли следы генетического этой одноклеточных микробов в осадке морского дна в 15 км от замка Локи.
В своей работе, опубликованной в журнале Nature, исследователи назвали новый вид микробов Lokiarchaeota. Сокращенное Локи.
Этот таинственный микроб был ближайшим родственником добавьте eukarion группы, которая включает всех сложных организмов, от растений и грибов до насекомых и людей. Это означает, что Локи может помочь нам понять, как эукариоты появились. Иными словами, Локи может объяснить, почему существуют люди и все другие сложные организмы.
Бог Локи является “очень сложным, неоднозначным, и амбивалентная фигура”. То же верно и для эукариот. Как эукариоты они впервые появились — это головоломка, которая продолжает смущать ученых со всего мира.
Несколько десятилетий назад биологи считали, что эта планета была, по существу, два типа жизни: эукариоты и прокариоты. А к эукариотам относятся одноклеточные организмов до более сложных, таких как грибы и шимпанзе, все одноклеточные прокариоты. Самые известные прокариоты-это бактерии.
Основное различие между прокариотами и эукариотами заключается в сложности клетки. Прокариоты-это простые клетки с множественными внутренними структурами, и эукариотические клетки являются гораздо более сложными. Эукариотические клетки обычно больше, иногда в десятки раз, что прокариот.
Сложность эукариотических клеток и полученные дополнительные навыки, чтобы помочь им сформировать многоклеточные организмы, как и мы. Прокариоты не способны. Поэтому, если эукариоты не сформирован, не было бы нас.
Это простое разделение между простыми и сложными подразумевается десятилетий, как ученый показал, что это не так просто. В конце 1960-х, американский микробиолог Карл Везе решили разобраться в последовательности ДНК организмов, чтобы определить, как они связаны с ними.
Везе выявили ген, который они несут во всех живых организмах и сравнения различных версий одного и того же. Видов, которые имеют более похожая версия этого Гена, вероятно, в тесной взаимосвязи. Поэтому я сделала семейное древо всех известных живых организмов.
Анализ Везе показал, что существует два вида прокариот. В дополнение к бактериям, они были также совершенно новую группу, которую он назвал “архей”. Как бактерии, археи были одноклеточные организмы с относительно простой ячейки. Со стороны это выглядело как бактерии, но генетически очень разных. Археи были обнаружены по всему миру, и многие из них могут расти в экстремальных условиях, таких как policybase воды.
Везе перерисовал дерево жизни. Вместо двух сферах жизни, есть три из них: бактерии, археи и эукариоты. В 1977 году он опубликовал свои результаты в журнале pnas. Они были настолько революционными, что пока вы не получите на первой странице Нью-Йорк Таймс.
Всех эукариот, от кошек к деревьям
Идеи везе также заложены основы для ученых объяснить происхождение эукариот. Эукариот является самым молодым из трех доменов. В то время, как возраст бактерий и архей может быть больше, чем 3 миллиарда лет эукариоты появились около 2 млн. лет.
Но, как и почему это произошло? Он эукариоты от архей или бактерий? Почему эукариотические клетки стали настолько большими и сложными, а не другие?
Пожалуй, главным индикатором, который дает небольшое строение внутри эукариотических клеток, которые называются “митохондрии”. Эти объекты в виде колбасы являются источником энергии для клеток; без них эукариотические клетки могут не вырасти до таких больших размеров.
За десять лет, прежде чем Везе опубликовал свое Древо жизни, биолог Линн Маргулис думаю, что митохондрии произошли от бактерий. Почему-то эти бактерии были внутри других, более крупных клеток, которые постепенно превратились в митохондрии. В 1978 году, через год после исследования Везе, идеи Маргулис были подтверждены экспериментально.
Это означает, что первые эукариоты образовались в клетке-медиа потребляется бактериями. Как только это произошло, мы установили долгосрочное и взаимовыгодное сотрудничество.
Но тут возникает очевидный вопрос. Какая была носителем клеток? Это был другой бактерии или археи?
Самый простой способ решения этой проблемы состоит, чтобы взять лист из книги в Веце и смотреть на гены эукариот. На что больше всего похожи: архей или бактерий? Это может дать ключ к теме группы, из которой они были порождены. Но этот вопрос гораздо сложнее, чем вы думаете. Типичный геном эукариот содержит смесь генов из бактерий и архей, а также генов, характерных для эукариот.
В 2010 году стало очень очевидно, что клетка-хозяин области.
Однако, существует проблема, так и осталась. Любой из известных археи не как носитель клеток не оборудованы, чтобы сделать так. Отсутствуют генетические и клеточные структуры необходимы, чтобы действовать в качестве опоры для других клеток.
“Открытие Локи изменился”, – говорит Ettema.
Когда Локи встретился в 2015 году, был сразу же отнести к архей. Но это был район, который имел большое сходство с эукариотами.
“Это первый прокариот с эукариотами строительные блоки”, – говорит Ettema. “Мы обнаружили батарею 100 генов, непосредственно связанных с эукариотами”.
В частности, геном Локи есть гены белков назвать малая гтф-аза. Важны формы и движение клеток. Например, эукариотические клетки имеют “скелет”, который поддерживает свою форму, и малая гтф-аза запустить этот скелет. Также обрабатывать наборы белков, которые позволяют мембрана с двойным.
Митохондрии являются электростанциями клеток эукариот
Тот факт, что Локи эти гены, говорит, что, как и у эукариот, имеет скелет, внутренние — и вы можете согнуть наружную мембрану поглотить бактерии. Это делает его типа сотовых операторов, или по крайней мере близко к его подобию.
Возможно, Локи, принадлежит к группе архебактерий, которые почти сумели сделать сами разобрались в эукариотами, но не полностью. Ettema шутку назвали “неудачной эукариот”.
Кажется, что история очень убедительным. Но есть одна большая проблема.
Все команды Ettema нашли на дне океана были фрагменты генов Локи. Я никогда не видела Локи и не создать его в лаборатории.
Поэтому мы не знаем, будет ли малая гтф-аза Локи те же функции, как у эукариот. Единственный способ узнать-это изучение живых клеток, Локи.
Это будет сложно, даже если кто-то сможет найти несколько клеток Локи. Эти микробы живут в глубокой воде, где питательные вещества не достаточно, и микробы медленно расти.
Между тем, другие ученые на основании доказательств, полученных с Локи, чтобы прояснить наши представления о происхождении эукариот.
Археи могут быть предками эукариот, как и мы
После открытия Локи биолог клетки кайф Баум из университетского колледжа Лондона в Великобритании и его команда сделали несколько гипотез о том, как первые эукариоты может быть проще, чем археи. В статье, опубликованной в июне 2016 года в тенденциях в области клеточной биологии, были изучены эукариотические гены, обнаружили в геноме Локи, в частности, и малая гтф-аза.
В эукариотических ГТФ-белка, участвующего в передаче материала через мембрану в клетку. Каждый гтф-аза не “липиды” для этого: небольшой молекулы жира, который помогает восстановить ее на мембрану. Без этих якорей липидов, гтф-аза не сможет выполнять свою работу.
Геном Локи не имеет необходимых инструментов для добавления липидов, белков, гтф-аза. Это означает, что если Локи действительно показывает нам, что он был предком эукариот предок не мог использовать его гтф-аза-так. Этот потенциал должен быть какой-то способ покупки.
Бактерии не несут, можно добавить предшественников липидов техники. Таким образом, археи являются, в некотором роде, подобрал ферментов модификации липидов у бактерий.
Баум утверждает, что это не могло произойти случайно. Если Архея, собранные из многих новых генов, и их клеточные процессы будут сорваны и, скорее всего, умрет.
Более вероятна возможность, что археи и бактерии впервые сформировал стабильную работу, а затем постепенно переносить генетический материал и мало липидов одновременно. Это стабильное сотрудничество может привести к развитию отделения и внутренний контроль мембраны.
Эукариотические клетки являются очень сложными
Другими словами, происхождение эукариот-это медленный процесс. “Поглощение” бактерий, если это не так, это только шаг. У Баума тоже есть интересная идея, как место поглощения.
Классический презентация будет включать в себя процесс “снаружи”, в котором архей поглощения перевозчика и “съедена” бактериями, но почему-то не переварить. Трудно понять, как это может произойти: если археи съела кусочек пищи, почему не переварились?
Таким образом, в 2014 году, Баум и его спутницу, Дэвид Баум предложил альтернативу, которой является так называемая модель “наизнанку”. И опять же, он был построен на предположении, что объединение двух клеток не было внезапным.
Бактерии можно найти везде на Земле
Баум говорит о том, что перевозчик архей опубликовано впервые придатков в сторону бактерий. Эти прогнозы не пытались съесть бактерии: с другой стороны, он позволяет обмениваться материалами между двумя клетками.
В конце Архея создавая все новые и новые вкладки, пока он полностью окружен бактерий. Эти неровности клетка объединяется с другим и образовали непрерывный наружный слой. В это время трудно сказать, если это правда, идеи Баум. Но если Attema сможете найти еще родственников Локи, вы могли получить достаточно информации, чтобы быть уверенным.
В течение последних нескольких месяцев, Ettema найти новых родственников Локи тесно связаны с эукариотами. Работа еще сырая, но сказал, что другие археи также имеют некоторые из строительных блоков ДНК.
Трудно сказать, что эти микроорганизмы незнакомыми людьми, могут рассказать нам о происхождении эукариот. Когда Локи, ни что это, наконец, изолированных, мы знаем, как жить и что вы используете ваш eukarioticalkie белков. А это, в свою очередь, расскажет нам о организм, который, наконец, дал жизнь всем нам.
Микроб, которого никто даже не видел, можно объяснить наше происхождение
Илья Хель