
Ученым впервые удалось воссоздать в лабораторных условиях уникальный природный процесс, который стал ключевым в эволюции сложных форм жизни. Речь идет об эндосимбиозе — явлении, при котором одна клетка живет внутри другой.
В природе большинство одноклеточных микроорганизмов существуют в сложных взаимоотношениях друг с другом. Они могут конкурировать за питательные вещества, обмениваться ДНК или питаться продуктами жизнедеятельности друг друга. Иногда одна клетка может проникнуть внутрь другой и остаться там надолго, что приводит к формированию устойчивых отношений, длящихся миллиарды лет.
Примеры эндосимбиоза можно найти повсюду. Митохондрии, которые вырабатывают энергию в наших клетках, когда-то были свободноживущими бактериями. Растения обязаны своей способностью к фотосинтезу хлоропластам, которые также изначально были независимыми организмами. Многие насекомые получают необходимые питательные вещества от бактерий, живущих внутри них.
Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе смогли искусственно создать эндосимбиотические отношения между грибком и бактерией. Для этого им пришлось разработать специальную технологию введения бактерий в клетки грибка с помощью модифицированного велосипедного насоса. После успешного внедрения бактерии начали размножаться внутри грибка с приемлемой скоростью, не вызывая иммунного ответа.
Наблюдая за десятью поколениями грибка, ученые заметили, что с каждым новым поколением бактерии лучше выживали, а споры становились более здоровыми и эффективными. Это первый случай, когда исследователи смогли наблюдать, как эндосимбионт и хозяин адаптируются друг к другу в лабораторных условиях.
Это открытие может привести к созданию нового направления в синтетической биологии. В будущем ученые смогут создавать искусственные эндосимбиотические системы для различных целей, например, для разработки растений, способных перерабатывать загрязняющие вещества или производить лекарства, сообщает Quanta Magazine.