Мария Барова 0,0

Бактериальные клетки, как правило, значительно меньше эукариотических и достигают в среднем 2 мкм в диаметре. Конечно, из этого правила есть любопытные исключения — некоторые бактерии имеют размер порядка 750 мкм (например, серная бактерия Thiomargarita namibiensis). Но недавно была открыта бактерия, которая по размеру превосходит не только всех ранее известных прокариот, но и большинство эукариотических клеток. Американские ученые обнаружили в мангровых зарослях Гваделупы нитевидную бактерию длиной 9 мм, причем отдельные ее клетки достигают ни много ни мало 2 см в длину. Новая бактерия получила предварительное название Thiomargarita magnifica. Как живет эта удивительная бактерия? Давайте разбираться.

Слова «мигрант» и «захватчик» надежно вошли в лексикон современного человека, и нам кажется, что Атилла, Чингисхан и Тамерлан — уникальные элементы человеческой культуры. Однако, и в мире животных подобные «захватчики» — совсем не редкость, а расселение видов за пределы исторических ареалов — естественный процесс. Правда, если последовательное расселение животных может занять тысячи лет (как, например, расселение по Земле самого человека), то сейчас вселенцы могут очень быстро попасть в новые места, «воспользовавшись» транспортными потоками цивилизации (случайный завоз колорадского жука из Америки в Старый Свет) или антропогенной трансформацией среды обитания (создание системы водохранилищ на Волге, приведшее к изменению речной системы и расселению черноморско-каспийской тюльки или бычковых рыб на север). Ключевая задача для мониторинга процессов биологических инвазий — быстро и точно определить вселенца. Для успешной идентификации чужеродных видов рыб Волжско-Камского региона мы предлагаем использовать простой и дешевый протокол ДНК-идентификации, оптимизированный именно для российских пресноводных рыб.

Каким был предок всех бактерий и почему теперь у них два типа клеточных оболочек? Для ответа на эти вопросы нужно взглянуть на историю возникновения различных гипотез и реконструировать геном общего предка всех бактерий.

Известная каждому биологу система CRISPR-Cas9, нашедшая широчайшее применение в области редактирования геномов, произошла от нуклеаз IscB, которые кодируют транспозоны группы IS200/IS605. Хотя этот факт был установлен довольно давно по меркам молекулярной биологии — в 2015 году — функции IscB так и остались неизученными. До недавнего времени было неизвестно даже, способны ли они разрезать ДНК-мишень при участии гидовой РНК подобно их потомкам — нуклеазам Cas9. Недавнее исследование американских ученых наконец позволило пролить свет не только на свойства IscB и других нуклеаз, кодируемых транспозонами, но и детально разобраться в их эволюции и происхождении Cas9.

Работа клетки подобна работе оркестра, только вместо музыки она производит белки и РНК. Для правильного функционирования всей системы каждый ген должен «вступать» в нужный момент, скоординировано с другими генами, и давать столько продукта, сколько потребуется. Это значит, что транскрипция каждого гена должна происходить в определенное время и с определенной интенсивностью. Дирижерами процесса выступают специальные белки — факторы транскрипции. Партитура при этом записана в самой ДНК: партию определяют регуляторные последовательности, с которыми транскрипционный фактор связывается и в результате усиливает или ослабляет транскрипцию соответствующих генов. Замены в таких последовательностях могут приводить к изменению силы связывания и, как следствие, фальши в транскрипции: неверной или не вовремя сыгранной партии конкретного гена. Современные биологи активно пытаются решить вопрос о том, как устроены эти последовательности для каждого транскрипционного фактора и какие мутации в них будут влиять на связывание с белком. Одним из подходов к расшифровке клеточной партитуры является изучение аллель-специфичного связывания: когда варианты регуляторной последовательности, унаследованные от матери и от отца, различаются, можно изучать, с каким из них транскрипционный фактор связывается лучше. Несмотря на прозрачную постановку задачи, на пути к ее решению возникает ряд проблем. Мы придумали, как их преодолеть, и обнаружили сотни тысяч событий аллель-специфичного связывания, попутно показав их вклад в предрасположенность ко многим заболеваниям. Работа недавно опубликована в журнале Nature Communications.