По мере роста глобальной температуры учёные обращаются к неожиданному источнику — тем самым дрожжам, которые заставляют хлеб подниматься, а пиво — пузыриться, чтобы выяснить, что позволяет некоторым формам жизни выживать в условиях экстремальной жары, а другим — нет.
В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology and Evolution, биолог из Рочестерского университета Джастин Фэй и его коллеги сравнили два близкородственных вида дрожжей, чтобы понять, как организмы справляются с жарой и почему некоторые виды переносят её лучше других.
Белки — молекулы, отвечающие за большинство жизненно важных функций клетки, — особенно чувствительны к жаре, и если они теряют свою форму, клетки могут выйти из строя. Исследователи обнаружили, что выживание зависит не только от прочности белков, но и от клеточной среды, которая их поддерживает.
«Мы изучали дрожжи, но полученные результаты, вероятно, имеют более широкое значение, поскольку механизмы стабильности белков распространены у многих организмов», — говорит Фэй, профессор кафедры биологии.
«Эти открытия также важны для понимания эволюции и того, как развиваются патогены человека, поскольку рост при температуре тела требует аналогичных адаптаций».
Сравнение видов дрожжей
Исследователи сравнили Saccharomyces cerevisiae (широко известные как пекарские или пивные дрожжи) и Saccharomyces uvarum. Хотя эти два вида дрожжей тесно связаны, Saccharomyces cerevisiae переносит жару примерно на 8 градусов Цельсия (14,4 градуса по Фаренгейту) лучше, чем Saccharomyces uvarum — значительная разница в микробных терминах.
Фэй и его коллеги использовали метод, называемый термопротеомным профилированием, который включает обработку белков теплом и измерение того, какие белки остаются растворимыми (сворачиваются). Они обнаружили, что 85% белков в Saccharomyces cerevisiae были более термостабильными, чем их аналоги в Saccharomyces uvarum.
Однако исследователи обнаружили, что конструкция белков — не единственный фактор, влияющий на термостойкость организма. Команда создала гибридные дрожжи с генетическим материалом как от Saccharomyces cerevisiae, так и от Saccharomyces uvarum, и обнаружила, что даже более чувствительные к жаре белки лучше удерживали свою форму и функцию в благоприятной для тепла среде гибридной клетки.
Иными словами, клетки не оставляют белки на произвол судьбы; они задействуют другие молекулы, корректируют химические условия и используют специализированные «белки-шапероны», чтобы помочь белкам сохранять свою форму и функции даже при тепловом стрессе.
Результаты показывают, что для выживания важны как структура белка, так и клеточная среда, и виды могут адаптироваться к более высоким температурам более чем одним способом.
«Поскольку клеточная среда также важна, могут существовать способы, с помощью которых организмы могут развить некоторую толерантность, не меняя все свои белки», — говорит Фэй.
Работа основана на текущих исследованиях Фэя: сочетание анализа на уровне белков с генетическими подходами для картирования пошаговых генетических изменений, которые делают возможным выживание в условиях жары; выяснение того, почему некоторые виды адаптируются легче, чем другие; и определение того, как эти адаптивные шаги различаются у разных видов.
В конечном итоге эти открытия могут показать не только то, как штаммы дрожжей эволюционируют, чтобы выжить в условиях жары, но и более широкие правила, регулирующие то, как жизнь адаптируется — или не может адаптироваться — к меняющимся условиям окружающей среды.
Предоставлено Рочестерским университетом.
Другие новости по теме
- Возрождение монастырской традиции здоровья в Берлине
- Управление уровнем удобрения почвы может повысить эффективность и продуктивность сельскохозяйственных культур
- Скрытое воздействие распыления: изучение влияния использования фунгицидов на здоровье кукурузы и её микробиом
- Выявлены глобальные закономерности, определяющие границы распространения древесной растительности в условиях изменения климата
- Вирусы, скрытые в грибах, могут быть скрытыми движущими силами смертельных лёгочных инфекций.
- Ящерицы в Новом Орлеане содержат много свинца
- Учёные разработали карту того, как клетки взаимодействуют, чтобы сформировать мозг
- Синхронизированное дыхание может способствовать распространению болезней у дельфинов-афалин и других китообразных
- Медленные и постоянные силы, воздействующие на ткани, могут быть так же важны для формирования развивающихся органов, как гены и биохимия.
- Лимоны и лаймы, выращенные на Гавайях, готовы к экспорту
Другие новости на сайте
- Кетчуп когда-то считался лекарством от диареи
- Обнаружение траекторий нейтрино в реальном времени
- Впечатляющий парус мог помогать динозаврам находить пару, свидетельствует новая находка
- Обзор портативной электростанции Bluetti Elite 100 V2
- Наблюдение за ценой биткоина: ценовое действие сжалось — будет ли следующий прорыв на пользу «быкам» или «медведям»?
- Ещё одна планета, похожая на Землю, исключена из списка: у GJ 3929b нет атмосферы
- $HYPER Mania: Bitcoin ждёт масштабное обновление, в предпродаже собрано более $11 млн
- Дорожная карта развития микро- и нанороботов
- DBS расширяет возможности блокчейна, токенизируя структурированные ноты на Ethereum для более широкого доступа инвесторов.
- Изображение: спиральная галактика NGC 7537.