Плесневый грибок научился чувствовать гравитацию

04.05.2018

Когда питательных веществ вокруг становится мало, плесневый грибок Phycomyces blakesleeanus поступает так же, как многие другие грибы - он формирует плодовые тела со спорами. Споры могут пережить неблагоприятные условия, кроме того, их можно отправить куда-то в новое место, где жить, может быть, будет проще. Плодовые тела грибка тянутся от мицелия вверх, чтобы лучше разбросать споры. Но как гриб понимает, где верх, а где низ?

Известно, что P. blakesleeanus чувствует гравитацию: в его клетках есть крупные мембранные пузырьки-вакуоли, в которых плавает белковый кристалл. Кристалл этот достаточно велик, и потому старается упасть на дно вакуоли, и гриб, ощущая перемещения кристалла, делает вывод, в какую сторону нужно отращивать плодовое тело.

Исследователи из Национального университета Сингапура решили узнать подробнее, из какого белка сделан "гравитационный кристалл" и что за ген его кодирует. Белок, получивший название OCTIN, закодирован в гене, который гриб некогда получил от бактерии: сравнение генетических последовательностей показало, что у гена octin есть явные бактериальные родственники.

Само по себе это не так уж удивительно: мы неоднократно писали о так называемом горизонтальном переносе генов, когда последовательности ДНК передаются не по вертикали, не от родителей к детям (то есть не от родительской клетки к дочерней), а по горизонтали, между взрослыми клетками.

Горизонтальный перенос генов чрезвычайно широко распространен среди бактерий и архей, и в последнее время появляется все больше сообщений о том, что он происходит и среди эукариотических организмов (к которым относятся и грибы), и что гены таким образом могут путешествовать даже между разными царствами - например, между бактериями и грибами. Скажем, умение сотрудничать с растениями появилось у грибов как раз благодаря бактериальным генам. И предок P. blakesleeanus вполне мог позаимствовать свой octin у какой-нибудь бактерии.

Но у самих бактерий в клетках для больших белковых кристаллов просто нет места. Те бактериальные белки, которые оказались родственны грибковому OCTIN, тоже складываются кристаллические структуры, но только в очень маленькие. Поэтому способность белка кристаллизоваться в естественных условиях следовало как-то развить. Действительно, у грибкового OCTIN в ходе эволюции появилось больше аминокислот, которые помогают прочно скрепить разные молекулы белка друг с другом (то есть в ходе естественного отбора преимущество получали те экземпляры гриба, у которых в белке появлялись подходящие мутации).

Также выяснилось, что сразу после синтеза OCTIN кристаллизуется плохо, и чтобы он начал кристаллизоваться хорошо, его нужно разрезать на две части - только после такой операции получится достаточно большой кристалл. Но фермент, который режет OCTIN, есть только в той самой вакуоли. Таким образом, сборка "гравитационного кристалла" происходит только там, где нужно.

<< Назад: Вне Солнечной системы обнаружен гелий 05.05.2018

>> Вперед: Искусственные эмбрионы, вызывающие беременность 04.05.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Роботизированная нить для лечения почек 24.08.2025 Проблема образования камней в почках давно считается одной из самых сложных в урологии. Эти плотные отложения минеральных солей не только вызывают сильную боль, но и нередко требуют хирургического вмешательства, поскольку традиционные препараты действуют слишком медленно или вовсе не помогают. Особенно тяжело приходится пациентам, у которых камни образуются регулярно: медикаментозная терапия в таких случаях малоэффективна и зачастую лишь откладывает необходимость операции. На этом фоне исследователи ищут новые методы лечения, которые могли бы сочетать безопасность, минимальную инвазивность и высокую результативность. Одним из таких решений стала разработка команды под руководством доктора Вероники Магданц из Университета Ватерлоо в Канаде. Ученые создали устройство в форме миниатюрной нити размером всего 1х1х12 миллиметров. Ее структура сочетает гидрогель и эластомер, а внутренняя поверхность пропитана ферментом уреазой. На одном из концов закреплен крошечный магнит, который позволяет управлять движением устройства снаружи организма. Нить предполагается вводить через катетер в мочевой пузырь, после чего врач сможет отслеживать ее местоположение с помощью ультразвука. Управление осуществляется внешним манипулятором с вращающимся магнитом, что заставляет нить колебаться и двигаться вдоль мочевыводящих путей. Благодаря этому она постепенно продвигается вперед, мягко отталкиваясь от стенок, пока не достигнет камня. Когда устройство добирается до цели, его можно зафиксировать на несколько дней, используя внешний магнитный пластырь, наклеенный на кожу пациента. В течение этого времени нить выделяет уреазу, изменяя химический состав мочи вокруг себя. Повышение pH с обычного уровня около 6 до 7 снижает кислотность, что ускоряет растворение камня. В результате образование постепенно разрушается и может быть выведено из организма естественным путем. Испытания на 3D-печатных моделях мочевыводящих путей человека показали многообещающие результаты. В искусственной среде, имитирующей мочу, вес камней уменьшался в среднем на 30 процентов, а изменение кислотности сохранялось до трех месяцев. Это открывает перспективу для более длительного и стабильного терапевтического эффекта без необходимости постоянного вмешательства. "Наша цель - предложить пациентам реальную альтернативу существующим методам лечения. Если удастся ускорить процесс растворения камней, это снизит боль и позволит людям быстрее вернуться к нормальной жизни", - объясняет доктор Вероника Магданц. Разработчики отмечают, что их изобретение еще только проходит начальные стадии проверки. Следующим этапом станет тестирование технологии на крупных животных, после чего можно будет говорить о клинических испытаниях на людях. Однако уже сегодня проект вызывает интерес у специалистов, поскольку объединяет сразу несколько преимуществ: простоту применения, минимальные риски и возможность избежать операций.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025