В течение последних нескольких лет Ариэль Амир, доцент прикладной математики Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS), изучал, как клетки регулируют размер. В предыдущем исследовании он и его сотрудники обнаружили, что кишечная палочка (бактерии) и почкующиеся дрожжи (эукариоты) используют одни и те же клеточные механизмы, чтобы гарантировать одинаковый размер клеток в популяции.
Теперь, с командой сотрудников, включая Итана Гарнера, доцента естественных наук в Гарварде, Джона Л. Леба и Эми Шмид, доцента биологии в Университете Дьюка, Амир обнаружил, что археи используют тот же самый механизм.Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.
«Эти открытия поднимают действительно интересные вопросы о том, как клеточная механика развивалась независимо во всех трех сферах жизни», — сказал Амир. «Наши результаты послужат полезной основой для, в конечном счете, понимания молекулярных механизмов и эволюции контроля клеточного цикла».Археи — это одноклеточные микроорганизмы, которые населяют некоторые из самых экстремальных природных условий на Земле, таких как вулканические горячие источники, нефтяные скважины и соленые озера. Известно, что их трудно выращивать в лаборатории, и поэтому они относительно мало изучены.
«Археи уникальны, потому что они сочетают в себе многие характеристики как бактерий, так и эукариот», — сказал Еджин Ын, первый автор статьи. «Археи напоминают бактериальные клетки по размеру и форме, но события их клеточного цикла, такие как деление и репликация ДНК, представляют собой гибрид между эукариотами и бактериями».Исследователи изучили Halobacterium salinarum, экстремофил, который живет в среде с высоким содержанием соли. Они обнаружили, что, как бактерии и почкующиеся дрожжи, H. salinarum контролирует свой размер, добавляя постоянный объем между двумя событиями клеточного цикла. Тем не менее, исследователи обнаружили, что H. salinarum не так точен, как кишечная палочка, и было больше вариабельности в делении и росте клеток, чем в бактериальных клетках.
«Это исследование — первое, в котором количественно определена клеточная механика регуляции размера у архей», — сказал Амир. «Это позволяет нам количественно изучить, как работают эти механизмы, и построить модель, которая объясняет изменчивость в данных и корреляции между ключевыми свойствами клеточного цикла. В конце концов, мы надеемся понять, что же делает этот клеточный механизм таким популярным среди всех. области жизни ".