Зелена водорость як золота шахта

Розшифровка геному Chlamydomonas також забезпечує розуміння метаболізму клітин людини

Зелена водорость Chlamydomonas USDA
читати вголос

У ньому протягом трьох років працювало 112 вчених по всьому світу - зелена водорость Chlamydomonas. Вони розшифрували майже весь свій геном, що складається з близько 15 000 генів. Вони не лише відкрили численні нові білки, але й отримали цінні уявлення про фізіологію клітин взагалі, про що повідомляється у журналі "Science".

Подібно до проекту «Геном людини», проект Chlamydomonas об’єднав вчених багатьох країн та установ, щоб розбити геном крихітних водоростей. Одноклітинна мешкає майже в кожному ставку, озері чи ставку, але її генетичний склад був майже невідомий до трьох років тому. З іншого боку, зараз дослідники мають безліч нових, захоплюючих поглядів - не лише в генетиці водоростей.

"Це як словник генів", - каже Сабіеха Мерчант, професор біохімії Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі та провідний автор дослідження. "Ми знаємо слова, і тепер хочемо навчитися говорити. Ми зросли з лексики 200 слів до 14 250 слів. Зараз кожен із нас намагається скласти слова та фрази як частину своєї відповідної дослідницької програми ".

Нові гени, невідомі функції

Гени Chlamydomonas містять безліч даних про спільних предків рослин і тварин, багато з яких уже давно загублені в наземних рослинах. Інші присутні у подібній формі та функції у людей та інших ссавців. Для цілої серії послідовностей генів ця функція поки що абсолютно невідома, але вчені підозрюють, що вони пов'язані з вирішальними обмінними процесами.

"Ця одноклітинна біохімічно робить багато, що роблять більш складні організми", - пояснює Мерчант. "Йому доводиться плавати, знаходити їжу, робити фотосинтез і спарюватися. Зараз ми побачили, що ми не знаємо всього про фотосинтез. Ми знайшли багато антиоксидантних білків - фотосинтез є одним з найсильніших окислювачів в організмі, тому мав бути захисний механізм проти нього, оскільки окислення викликає старіння. Тепер ми виявили білки, які могли б забезпечити цей захист "

45 відсотків білкових груп у людини

Дослідники виділили 200 генів, функція яких абсолютно невідома. "Це захоплююче, ми все ще не знаємо, що вони роблять", - каже Мерчант. "Але ми сподіваємось, що зможемо це швидко очистити". Але були також численні нові білки, які не тільки виконують відому функцію, але і переймають їх у вищих тварин і людей.

Наприклад, деякі з них впливають на реснички, волоскоподібні компоненти клітин, які відіграють життєво важливу роль в організмі людини, такі як легені, нирки або мозок. Ембріони, позбавлені війок через мутацію, гинуть на самій ранній стадії, а пізніше втрати війок призводять до серйозних захворювань. Модельні організми, такі як Chlamydomonas, є скарбницею науковців для виявлення таких дисфункцій.

При порівняльному аналізі 6, 968 сімейства білків, які мають схожі послідовності амінокислот у різних видів, було встановлено, що Chlamydomonas поділяє 35 відсотків своїх білків як з квітучими рослинами, так і людиною, на 10 відсотків більше людська. Це впливає на модельний характер цього найпростішого, тому що багато механізмів, які виникають у водоростей, мають місце і в інших життєвих формах та типах клітин. "Ми вивчаємо водорості, щоб зрозуміти, як працюють клітини взагалі", - пояснює Мерчант. "Простіше працювати з мікроорганізмом".

(Каліфорнійський університет - Лос-Анджелес, 12.10.2007 - НКО)