Митохондрии – это органеллы, которые обеспечивают энергией большинство клеток человеческого организма. Без них мы не смогли бы существовать. До недавнего времени считалось, что без митохондрий не выжили бы и другие эукариоты – то есть организмы, клетки которых содержат ядро (в том числе и человек). Но исследователи в Чехии обнаружили первого эукариота, который полностью утратил митохондрию. Это означает, что наша ветвь древа жизни может быть гораздо более разнообразной, чем предполагалось ранее.
По сути, митохондрии – это потомки бактерий, которые прижились внутри первичных эукариотических клеток и в конце концов стали играть роль энергетических станций своих новых хозяев. Ученых давно занимал вопрос, могли ли некоторые из эукариотов избавиться от таких органелл? В качестве этих «некоторых» можно было бы назвать, например, микроба Giardiaintestinalis, вызывающего диарею. Но при более детальном изучении выяснилось, что он и другие «кандидаты» содержат сморщенную версию органелл.
Для нового исследования команда, которую возглавили биолог-эволюционист Анна Карнковска и ее научный руководитель Владимир Хампл из Карлова университета в Праге, выбрала другого кандидата из вида Monocercomonoides. Этот одноклеточный организм жил в пищеварительном тракте шиншиллы одного из сотрудников лаборатории. Исследователи решили проверить именно этот организм, так как по их предположению он принадлежал к группе микробов, которые могли утратить митохондрию.
Расшифровав геном Monocercomonoides, исследователи не обнаружили следов митохондриальных генов (у органелл есть собственное ДНК). Их эксперимент показал, что все ключевые протеины, необходимые для функционирования митохондрии, отсутствуют. «В эукариотической клетке по определению содержится митохондрия, – говорит Карнковска. – Мы переписали это определение».
Причиной отсутствия митохондрии может быть место обитания микроба Monocercomonoides – кишечник шиншиллы: там много питательных веществ, но кислород, который необходим для производства энергии, имеется в незначительном количестве. По предположению авторов, вместо того, чтобы использовать митохондрии, организм использует энзимы в своей цитоплазме, чтобы расщеплять еду и вырабатывать энергию. Но данный микроб решил не только задачу производства энергии, ведь митохондрия отвечает еще и за синтез соединений из железа и серы, которые лежат в основе разнообразных протеинов.
«Это очень основательная работа с точки зрения эксперимента», – говорит Франц Ланг, специалист по эволюционной геномике из Монреальского университета. По его словам, для дальнейшего подтверждения требуется провести детальный анализ, чтобы подтвердить отсутствие органелл. Эволюционный биохимик Марк ван дер Гизен из Эксетерского университета (Великобритания) считает, что это исследование расширяет границы нашего понимания возможностей эукариотов: «Оно показывает, что эукариотическая форма жизни гораздо более гибкая, чем утверждают учебники».
