Похожие статьи
Дрожжи — это не простой одноклеточный микроорганизм, как мы когда-то думали, а конкурентный убийца. При недостатке глюкозы дрожжи выделяют токсин, который отравляет другие микроорганизмы в окружающей среде, даже свои собственные клоны. Это ядовитое явление было ранее неизвестно и вносит вклад в наше понимание поведения одноклеточных микроорганизмов и эволюции одноклеточных в многоклеточные организмы, а также имеет потенциально полезное применение в пищевой промышленности.
На протяжении тысячелетий этот маленький живой грибок был основным элементом нашего рациона, позволяя нам наслаждаться пышным хлебом, сладким вином и пенистым пивом. До недавнего времени считалось, что дрожжи — это простой одноклеточный (одноклеточный) микроорганизм, но теперь исследователи из Токийского университета обнаружили, что у них есть убийственная стратегия выживания. Их работа опубликована в журнале PLOS Biology.
«В критической ситуации выживания при глюкозном голодании дрожжи выделяют в окружающую среду токсины, которые убивают другие микроорганизмы, а сами дрожжи становятся устойчивыми», — пояснил доцент Тецухиро Хатакеяма из Высшей школы искусств и наук. — Мы назвали это явление «убийством опоздавших». Мы были еще больше удивлены, обнаружив, что токсины, вырабатываемые дрожжами, могут также убивать их неадаптированные клоны, так что они рискуют убить не только вторгшиеся микроорганизмы, но и свое собственное потомство. Такое, казалось бы, рискованное и почти самоубийственное поведение ранее не встречалось у одноклеточных организмов и даже не предполагалось».
Хотя кооперативное поведение хорошо известно у многих бактерий и грибов, данное исследование является первым заметным открытием конкуренции, происходящей в клональных клетках одноклеточных организмов. Оно имеет важные последствия для нашего понимания микробной экологии и того, почему некоторые конкретные микроорганизмы растут во время ферментации, а другие — нет.
Чтобы сделать это открытие, команда выращивала клональные клетки (то есть полученные из одной и той же родительской клетки) отдельно в условиях ограниченного и богатого глюкозой количества глюкозы. Когда клетки объединили, их рост показал, что дрожжевые клетки, которые уже адаптировались к глюкозному голоданию, смогли отравить опоздавших и сохранить пищевые ресурсы для себя.
«Наше исследование показывает удивительно эгоистичную сторону поведения дрожжей. Обнаруженное нами явление похоже на мысленный эксперимент, предложенный древнегреческим философом Карнеадом из Кирены, который называется «доска Карнеада»: если моряк спасется от кораблекрушения, держась за доску, которая может выдержать только одного человека, а затем оттолкнет другого моряка, идущего за ним, обвинят ли его в убийстве?» — рассказывают исследователи.
Они предполагают, что эта стратегия может помочь дрожжам избежать массового голода в популяции, а также помочь отобрать потомство, вырабатывающее токсины, которое с большей вероятностью продолжит их род. Эта стратегия была замечена у нескольких различных видов дрожжей, первоначально взятых из пива, хлеба и вина, что может означать, что это явление может встречаться более широко среди этого разнообразного вида.
Это открытие может быть использовано для разработки полезных механизмов контроля роста для экономически важных видов дрожжей, например, используемых в пищевой промышленности. Хотя это не было включено в данное исследование, оно также может проложить путь к улучшению контроля над видами дрожжей, которые могут негативно влиять на здоровье человека и животных. Затем команда хотела бы изучить последствия этого открытия для эволюции клеток.
Эксклюзивный перевод*
Фото: Oda et. al, 2022
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
