В природе хорошо известна способность различных живых организмов к люминесценции, то есть излучению света. Многие бактерии могут светиться благодаря белкам, закодированным особым геном. В новом исследовании ученые обнаружили такие же гены, пусть и в неполном составе, у бактерий, которые не светятся. Это раскрывает некоторые особенности эволюции данных организмов и их «скрытые таланты».
Люминесценция приобреталась живыми существами для разных эволюционных целей. Кому-то свечение помогает охотиться, приманивая добычу, другим организмам, напротив, оно позволяет избегать хищников, некоторым облегчает коммуникацию. Порой люминесценция выполняет некие внутренние химические функции, которые пока не очень хорошо изучены.
Но в любом случае свечение живых организмов подразумевает реакцию окисления особого субстрата с участием фермента люциферазы. Это комплекс из двух белков LuxA и LuxB. Еще есть вспомогательные белки, которые производят «расходный материал», то есть субстрат, необходимый для реакции. Все необходимые для свечения белки кодируются генами так называемого люциферазного оперона.
Этот оперон lux находили у разных бактерий, способных к свечению. Но ученым удалось обнаружить его и у организмов, не обладающих люминесценцией. Это подтолкнуло ученых к идее изучить не только клетки, которые светятся, но и те, у которых есть такие «задатки», но они не демонстрируют эту способность.
Так им удалось найти бактерии, где есть только ген luxA без «напарника» luxB. В ходе исследования авторы доказали, что этот ген может связываться сам с собой и обходиться без «партнера». Причем в таком виде он становится способным создавать свечение, пусть и не такое яркое, как у бактерий, которые от природы обладают этим свойством.
Авторы работы предполагают, что схема с одним геном luxA может быть прототипом для систем, которые сейчас известны как светящиеся. В таком случае в ходе эволюции ген дублировался, а потом два образца обрели разную специализацию, став luxA и luxB, что повысило эффективность свечения. Либо по каким-то причинам изученные бактерии с геном luxA утратили вторую половинку — luxB, что привело к потере способности ярко светиться. В любом случае эволюция процесса кажется весьма интересной.
Ранее мы рассказывали, что ученые в России нашли способ обогащения микрозелени полезными минералами через заражение ее бактериями.
