Из кишечной палочки — в митохондрию! 🧫

Общепринятая теория симбиогенетического происхождения митохондрий, как бы стройна и разумна она ни была, требует экспериментальных подтверждений.

🧫 Что же, в октябре 2018 года такой эксперимент был проведен и завершился он триумфально!

Теория симбиогенеза митохондрий гласит: митохондрии — это бывшие бактерии, то ли просто проглоченные крупной клеткой, то ли самостоятельно внедрившиеся как клеточные паразиты, которые научились сосуществовать с клеткой хозяином, подружились с ней (вступили в симбиоз) и, в конечном итоге, стали важнейшей частью клетки, её «батарейкой», снабжающей клетку энергией, сохранив некоторую автономность: они имеют собственную ДНК (читайте также https://t.me/BioHYPE/265) и размножаются сами по себе внутри клетки.

Произошло это на этапе прокариотической жизни, стало важным этапом формирования эукариот, которые все, как одна, содержат те самые митохондрии (по современным данным, эндосимбиоз митохондрий в эволюции произошел только один раз, соответственно, все митохондрии, в том числе и ваши, уважаемый читатель, — предки одной бактерии).

Суть проведенного эксперимента состояла в попытке моделировать ситуацию, при которой бактерия становится необходимой частью клетки. Для этого использовали всем известную жертву науки — кишечную палочку (Escherichia coli) и клетку пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae).

Для того, чтобы две клетки заключили союз и стали неразлучны, им необходимо быть немного дефектными (каждая клетка должна в чем-то нуждаться) и быть взаимно полезными.

Кишечная палочка

1. Дефект: кишечную палочку лишили возможности синтезировать витамин В12 и отправили к клетке дрожжей на поиски этого витамина.
2. Полезность: кишечной палочке встроили ген белка АТФ/АДФ-антипортера (белок-переносчик, который обменивает АТФ на АДФ, меняя их местами по разные стороны мембраны, этот белок в обязательном порядке имеется у митохондрий).

Клетка дрожжей.

1. Дефект: использовали штамм дрожжей с дефектными нерабочими митохондриями
2. Полезность: у дрожжей есть витамин В12!

Дрожжи и кишечную палочку соединили и щедро сдобрили белками SNARE — эти белки имеются у многих паразитических бактерий, они делают бактерию «незаметной» для клетки-хозяина.

Итогом эксперимента стало встраивание кишечной палочки внутрь клетки дрожжей и функционирование в качестве митохондрии! И, главное, сохранение такой клеточной структуры в ряду поколений!

Самое забавное, что авторы эксперимента, наблюдавшие процесс эндосимбиогенеза воочию и «пощупавшие» всё собственными руками, пришли к неожиданному выводу: большой вопрос, кто изначально являлся паразитом: бактерия, использующая толику витамина В12 из богатых запасов большой клетки или большая клетка, использующая энергию, производимую маленькой трудолюбивой кишечной палочкой-митохондрией. 🌱