Три домена жизни - археи, бактерии и эукариоты - могут иметь больше общего, чем считалось ранее.
В течение последних нескольких лет Ариэль Амир, доцент кафедры прикладной математики Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS), изучал, как клетки регулируют размер. В предыдущем исследовании он и его сотрудники обнаружили, что кишечная палочка (бактерии) и почкующиеся дрожжи (эукариоты) используют одни и те же клеточные механизмы для обеспечения однородных размеров клеток в популяции.
Теперь, с командой сотрудников, включая Итана Гарнера, адъюнкт-профессора естественных наук Джона Л. Леба в Гарварде, и Эми Шмид, доцента биологии Университета Дьюка, Амир обнаружил, что археи используют те же самые механизм.
Исследование опубликовано в Nature Microbiology.
«Эти результаты поднимают действительно интересные вопросы о том, как клеточная механика развивалась независимо во всех трех сферах жизни», - сказал Амир. «Наши результаты послужат полезной основой для понимания молекулярных механизмов и эволюции контроля клеточного цикла».
Археи - это одноклеточные микроорганизмы, обитающие в самых экстремальных условиях Земли, таких как вулканические горячие источники, нефтяные скважины и соленые озера. Известно, что их трудно выращивать в лаборатории, и поэтому они относительно мало изучены.
«Археи уникальны, потому что они сочетают в себе многие характеристики как бактерий, так и эукариот», - сказал Еджин Ын, первый автор статьи.«Археи по размеру и форме напоминают бактериальные клетки, но события их клеточного цикла, такие как деление и репликация ДНК, представляют собой нечто среднее между эукариотами и бактериями».
Исследователи изучили Halobacterium salinarum, экстремофилов, обитающих в средах с высоким содержанием соли. Они обнаружили, что, подобно бактериям и почкующимся дрожжам, H. salinarum контролирует свой размер, добавляя постоянный объем между двумя событиями клеточного цикла. Однако исследователи обнаружили, что H. salinarum не так точны, как E. coli, и в делении и росте клеток наблюдалась большая изменчивость, чем в бактериальных клетках.
«Это исследование является первым, в котором количественно оценивается клеточная механика регулирования размера у архей», - сказал Амир. «Это позволяет нам количественно изучить, как работают эти механизмы, и построить модель, которая объясняет изменчивость данных и корреляции между ключевыми свойствами клеточного цикла. В конце концов, мы надеемся понять, что делает этот клеточный механизм таким популярным во всех домены жизни."