Головне правило біології порушено: знайдено гриби, які переписали основні "креслення життя"

Геноми містять повну бібліотеку інформації, необхідну для побудови й підтримання живого організму — свого роду креслення життя. У еукаріота, як відомо, геноми зберігаються в ядрах, де вони організовані в хромосоми, пише Science Alert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Еукаріоти — організми, клітини яких мають ядро, оточене мембраною: рослини, тварини, гриби та багато мікробів, за словами вчених, є еукаріотами. Наприклад, геном людини складається з 23 хромосом, кожна з яких містить частину повного генетичного коду.

Донедавна вчені вважали, що кожне ядро містить мінімум один повний набір хромосом, що відповідає правилу "одне ядро — один повний геном". Однак нове дослідження показує, що щонайменше у двох видів грибів геноми можуть бути розділені між кількома ядрами — простими словами, кожне ядро отримує лише частину загального числа хромосом.

Гриби, що порушують основне правило біології

Дослідження було проведене командою з Університету Британської Колумбії та зосереджене на грибі Sclerotinia sclerotiorum — ґрунтовому патогені, який спричиняє стеблову гниль і білу плісняву в різних сільськогосподарських культур, зокрема в ріпаку, сої та соняшнику.

Попри такий вплив на культури, генетика цього гриба все ще вивчена недостатньо. У новому дослідженні вчені спробували краще зрозуміти біологію гриба — в результаті їм вдалося зробити дивовижне відкриття про організацію 16 хромосом S. sclerotiorum під час ділення та розмноження.

Більшість еукаріотичних клітин, як відомо, диплоїдні — тобто, ядро містить дві копії кожної хромосоми. У багатьох грибів, наприклад, пекарських дріжджів, розмноження починається з поділу материнської диплоїдної клітини з утворенням гаплоїдних спорових клітин з одним ядром, яке містить по одній копії кожної хромосоми.

Однак спори S. Sclerotiorum, як виявилося, містять два окремих ядра. Раніше вважалося, що кожне з цих ядер містить повний набір із 16 хромосом — це означає, що кожна спора містить загалом 32 хромосоми.

Науковці використовували флуоресцентну мікроскопію і змогли підрахувати кількість хромосом в одній суперечці. Результати здивували вчених — вони спостерігали лише 16 хромосом у кожній суперечці, що суперечить основному правилу біології, відомому як "одне правило — одне ядро".

Команда також використовувала флуоресцентні зонди для маркування окремих хромосом і виявила, що два ядра спори містять окремі хромосоми. Простими словами, спори гриба містять один набір із 16 хромосом, розподілених по двох ядрах, а не кожне ядро містить повний набір хромосом, як вважалося раніше.

Як хромосоми розділені між ядрами?

Далі вчені спробували з'ясувати, як саме розподілені 16 хромосом між двома ядрами — випадковим чином чи дотримуються якоїсь закономірності.

Щоб відповісти на це запитання, вчені розділили ядра і визначили присутні хромосоми за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР). Вони виявили, що склад хромосом різнився в ядрах, що свідчить про нерегулярний характер розподілу хромосом між ядрами.

Далі команда вирішила перевірити, чи зустрічається подібне в інших видів грибів. Botrytis cinerea — ще один вид фітопатогенних грибів із тієї самої родини, що й S. Sclerotiorum. B. cinerea утворює конідіальні спори, як правило, з чотирма-шістьма ядрами, а не з двома, як зазвичай, спостерігається в аскоспор S. Sclerotiorum. Команда використовувала аналогічні методи й виявила, що 18 хромосом у B. cinerea аналогічним чином розділені по ядрах, причому кожне ядро зазвичай несе від трьох до восьми хромосом.

Це вказує на те, що такий "поділ" за ядрами зустрічається у багатьох фітопатогенних грибів. Однак, щоб з'ясувати, чи поширене це явище ширше серед родин грибів або навіть серед інших еукаріотів, необхідні подальші дослідження.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що вчені спростували основне правило біології.

Раніше Фокус писав про те, що запропоновано новий універсальний закон біології, який пояснює все.