Мир природы Карта сайта Правила работы с сайтом Наши авторы
Введение Новости Заповедники

Статьи

Палеонтология

Дрожжевая алхимия, или Как древнейшие аэробы выживали при дефиците кислорода

Один из стероидов — гормон кортизон

Исследования на дрожжах показали, что они способны осуществлять синтез стероидных молекул практически в бескислородных условиях. Эти данные проливают свет на загадку, связанную с обнаружением «кислородзависимых» стероидных молекул в «докислородных» ископаемых отложениях.

Считается, что земная атмосфера стала кислородной около 2,4 млрд лет назад, когда случилась так называемая кислородная катастрофа. До этого содержание кислорода в атмосфере и океане было слишком мало, чтобы кислородзависимые организмы (какие-нибудь одноклеточные предки современных животных) могли нормально жить и развиваться.

Они существовали лишь милостью древних анаэробов, которые получали кислород и тут же использовали его для окисления субстрата; часть кислорода при этом перепадала немногочисленным аэробам.

Тем сильнее было удивление биологов, когда около десяти лет назад были обнаружены окаменелости со следами стероидных молекул. Возраст этих окаменелостей говорил о том, что древние одноклеточные освоили синтез стероидных жиров, для которых требуются значительные количества кислорода, когда этого кислорода в «свободном доступе» ещё не было. Разгадывая этот феномен, группа исследователей из Калифорнийского и Массачусетского технологических институтов обратилась к обычным пекарским дрожжам. Очевидно, что нынешние дрожжи и их далёкие предки, плававшие по морям Архея, вряд ли сохранили так уж много общих черт. Но механизм синтеза стероидных жиров, по словам учёных, относится как раз к таким консервативным биохимическим процессам, которым и миллиард лет нипочём.

Условно говоря, дрожжи (как и многие другие современные микроорганизмы) создают стероидную молекулу из нескольких молекул глюкозы с использованием девяти и более молекул кислорода. Экспериментируя с дрожжами, учёные пришли к выводу, что они способны производить стероиды при таком содержании кислорода, когда любой другой кислородзависимый организм уже давно задохнулся бы.

В своей статье, опубликованной в журнале PNAS, исследователи называют стероидный синтез «микроаэробным» процессом и утверждают, что дрожжам для этого требуется концентрация кислорода, в 30 тыс. раз меньшая той, которой может похвалиться современный океан. Эти микродозы кислорода вполне могли быть предоставлены древними цианобактериями, которые, возможно, продуцировали кислород для архей-симбионтов, чтобы те окисляли неорганические субстраты. Одновременно какая-то крохотная доля кислорода могла захватываться древними «дрожжами» и направляться на синтез стероидных молекул, являющихся одним из важнейших компонентов клеточной мембраны. Они как бы использовали кислородные утечки из симбионтных сообществ древнейших бактериальных матов.

Некоторые коллеги исследователей восприняли результаты их работы с энтузиазмом, как ещё одно «окно», позволяющее хотя бы одним глазком заглянуть в древнейший мир. Другие, напротив, замечают, что два миллиарда лет — слишком большой срок, особенно для одноклеточных организмов, чтобы однозначно говорить о каких-то сходствах и различиях в биохимии одноклеточных Архея и современных дрожжей. Эту точку зрения, впрочем, вряд ли можно считать пролагающей путь к новым открытиям...

Наши контакты:


Энциклопедия для детей. Мир природы.
Спасибо, что вы с нами!

Skype: geoserenity
Контактный телефон: +7 (8903) 712-11-74
Email: scirent@mail.ru