Cкачка к многоклеточной жизни добились с помощью одного гена
Фото: Jacob Boswell
Мутации одного-единственного гена оказалось достаточно, чтобы превратить одноклеточные пивные дрожжи в похожий на снежинку ком, который начал эволюционировать как многоклеточный организм. О легкости перехода между двумя формами жизни со ссылкой на доклад американских ученых на конференции по астробиологии (Чикаго, 15-19 июня), сообщает издание New Scientist.
Уильям Рэтклифф (William Ratcliff) и Майкл Тревизано (Michael Travisano) из Университета Миннесоты в Сент-Поле отбирали в культуре дрожжи, которые быстрее всего осаживаются, и образовывали из них новые культуры. Так ученые смогли отобрать клетки, «приклеивающиеся» друг к другу, а не расходящиеся в разные стороны после деления. Оказалось, что за такой переход от одноклеточного к многоклеточному образу жизни отвечает лишь один ген (ACE2), управляющий отделением дочерних клеток после цитокинеза.
Далее многоклеточная «снежинка» продолжила расти, и новые мутации происходили уже в границах отдельных ее лучей. Когда структура становилась слишком крупной и рассыпалась, индивидуальные ветви начинали выживать самостоятельно, испытывая пользу новых мутаций на арене эволюции.
«Единственная мутация создает группы, которые способны к дарвиновской эволюции на многоклеточном уровне. Эта эволюция — лишь побочный этап процесса деления», — заявил Рэтклифф.
Другой ученый развил эксперименты Рэтклиффа. Мэтт Херрон (Matt Herron) из Университета штата Монтана в Миссуле поместил одноклеточные водоросли (хламидомонаду) в одну среду с парамециями — хищными простейшими, способными пожирать одноклеточные организмы.
Уже через полгода (600 поколений) водоросли в двух культурах (из пяти) эволюционировали в сторону многоклеточности. Однако, в отличие от дрожжей, они не склеивались в аморфные комки, а образовали сферы из 4, 8 или 16 клеток, в точности напоминающих родственные виды многоклеточных водорослей.
«Скорее всего, эксперименты с хищничеством воссоздают древнейшие этапы эволюции многоклеточных», — предположил Херрон.
Тем не менее ни дрожжи Рэтклиффа, ни водоросли Херрона пока не перешли порог истинной многоклеточности, которую отличает разделение труда между клетками внутри одного организма.