Эксперимент, в ходе которого бактерии помещались внутрь грибов, дал подсказку, и биологи создали симбиотическую систему, которая намекает на то, как такие клеточные структуры, как митохондрии и хлоропласты, могли возникнуть миллиард лет назад [1].

Растительная клетка, содержащая хлоропласты (темно-зеленые) — специализированные органеллы, которые, по мнению исследователей, произошли от эндосимбионтов. Автор (Dr David Furness) д-р Дэвид Фернесс, Университет Кила/Библиотека научных фотографий [1].

В работе [2] бактерии были имплантированы в нитчатый гриб Rhizopus microsporus, чтобы проследить судьбу искусственно вызванных эндосимбиозов. В то время как Escherichia coli, имплантированная в индуцированное цитозолем образование перегородки, эффективно останавливает эндосимбиогенез, Mycetohabitans rhizoxinica передавалась вертикально потомству с низкой частотой. Непрерывный положительный отбор на эндосимбиоз смягчил начальные ограничения приспособленности на несколько порядков при адаптивной эволюции. Фенотипические изменения были подчеркнуты накоплением мутаций в хозяине по мере стабилизации системы. Бактерия продуцировала конгенеры ризоксина в своем новом хозяине, демонстрируя передачу метаболической функции через индуцированный эндосимбиоз. Таким образом, имплантация отдельных клеток обеспечивает мощный экспериментальный подход к изучению критических событий в начале эндосимбиогенеза и открывает возможности для синтетических подходов к проектированию эндосимбиозов с желаемыми признаками [2].

Графическая аннотация [5]

Мобильные генетические элементы (МГЭ) имеют решающее значение для горизонтального переноса генов (ГПГ) у бактерий и способствуют их быстрой эволюции и адаптации. МГЭ включают плазмиды, интегративные и конъюгативные элементы, транспозоны, вставочные последовательности и бактериофаги. В частности, распространение генов устойчивости к противомикробным препаратам (ARG), которое представляет серьезную угрозу общественному здравоохранению, в первую очередь связано с ГПГ через МГЭ. Цель мини-обзора [5] — предоставить обзор механизмов, с помощью которых МГЭ опосредуют ГПГ у микробов. В частности, обсуждалось поведение конъюгативных плазмид в различных средах и условиях, а также были обобщены последние методологии отслеживания динамики МГЭ. Всестороннее понимание механизмов, лежащих в основе ГПГ, и роли МГЭ в эволюции и адаптации бактерий важно для разработки стратегий по борьбе с распространением ARG [5].

1. Ewen Callaway. Is this how complex life evolved? Experiment that put bacteria inside fungi offers clues (Так ли развивалась сложная жизнь? Эксперимент, в ходе которого бактерии помещались внутрь грибов, дает подсказки) // Nature NEWS 03 October 2024. doi 10.1038/d41586-024-03224-5

2. Giger, G.H., Ernst, C., Richter, I. et al. Inducing novel endosymbioses by implanting bacteria in fungi (Индукция новых эндосимбиозов путем имплантации бактерий в грибы) // Nature (2024). Published: 02 October 2024. doi 10.1038/s41586-024-08010-x

3. Owens, B. Fungi borrowed bacterial gene again and again (Грибы снова и снова заимствовали бактериальные гены) // Nature (2014). doi 10.1038/nature.2014.15496

4. Bruto, Maxime, Claire Prigent-Combaret, Patricia Luis, Yvan Moënne-Loccoz, and Daniel Muller. Frequent, independent transfers of a catabolic gene from bacteria to contrasted filamentous eukaryotes (Частые независимые переносы катаболического гена от бактерий к контрастным нитчатым эукариотам) // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 281 (1789), 20140848 (2014). doi 10.1098/rspb.2014.0848

5. Tokuda, Maho, and Masaki Shintani. Microbial evolution through horizontal gene transfer by mobile genetic elements (Микробная эволюция посредством горизонтального переноса генов мобильными генетическими элементами) // Microbial Biotechnology 17 (1), e14408 (2024). doi 10.1111/1751-7915.14408