Обнаружена бактерия с невозможным геномом

Изучение генома бактерии Carsonella ruddii показало, что его величина в три раза меньше известного на сегодняшний день минимального генома. Генетики утверждали, что для нормальной работы живой клетки требуется намного больше генов.

В ДНК Carsonella ruddii обнаружено менее 160 тыс. комплементарных пар оснований, которые транслируют всего 182 гена, кодирующих белки, сообщает Physorg.

Бактерия карсонелла является эндосимбионтом (непаразитическим организмом, «сожителем», населяющим другой организм) небольшого насекомого – галлообразующей листоблошки. Эти насекомые, как и многие другие виды со сходной экологией, живут за счет бедного питательными веществами корма – древесины и древесного сока. Бактерии, населяющие кишечник насекомых, помогают им перерабатывать пищу, снабжая хозяев необходимыми питательными веществами, в частности – аминокислотами. Взамен они получают благоприятную среду для своего развития и достаточные количества «питательного сырья».

В большинстве подобных случаев эндосимбионты не могут выжить самостоятельно, вне организма хозяина. Но и насекомые также не могут существовать без своих «сожителей». Взаимосвязи между насекомыми и их эндосимбионтами очень тесны и отличаются эволюционной древностью. В ходе совместной эволюции у насекомых даже сформировались особые структуры – бактериосомы, в которых и располагаются клетки, населенные симбионтными бактериями.

Длительное сосуществование насекомых и их эндосимбионтов обязательно должно было отразиться на их геномах. Очевидно, что геномы обитающих в защищенных условиях симбионтов могут быть менее сложными, чем у микробов, населяющих сложную «открытую» среду.

Изучение феномена упрощения генома представляет чрезвычайный интерес для науки – потеря многих метаболических функций у симбионтов указывает на пути возможной эволюции микроорганизмов и насекомых-хозяев. К тому же ясно, что чем проще набор генов, тем легче его исследовать.

Ученые отмечают, что утерянные в ходе коэволюции гены бактерий считались абсолютно необходимыми для выживания микроорганизмов. Если удастся объяснить, как клетки могут обходиться без таких генов, это позволит понять многие общие закономерности функционирования живых клеток.

Исследователи считают, что в эволюционном прошлом бактерий некоторые задачи их генов были «делегированы» хозяевам, реализующим необходимые функции. В частности, насекомые-хозяева могут снабжать бактерий какими-либо необходимыми биохимическими соединениями.

Cогласно одной из гипотез, клеточные органеллы произошли от внедрения в прото-клетки более простых эндосимбионтов, которые взяли на себя часть работы. Дальнейшее изучение сосуществования карсонеллы и листоблошек может пролить новый свет на то, каким именно образом бактерии дали начало органеллам.