Учени откриха клетъчен компонент, който променя баланса в природата

Международен екип от учени наскоро откри първия известен клетъчен компонент (органел), способен да фиксира азот в еукариотна клетка, което е четвъртият случай на първична ендосимбиоза в историята. Този процес се отнася до поглъщането на прокариотна клетка от еукариотна клетка и последващото ѝ превръщане в органел.

Новият органел, наречен „нитропласт“, е открит в резултат на дългогодишни изследвания и доста късмет.

През 1998 година Джонатан Зер, професор по морски науки в Калифорнийския университет в Санта Круз открива във водите на Тихия океан ДНК от непозната азотфиксираща цианобактерия, наречена UCYN-A. Това откритие е отправна точка за по-нататъшно проучване на необичайната симбиоза между UCYN-A и водораслите, които са гостоприемник на бактерията.

Изследването показа, че UCYN-A и водораслите-гостоприемници синхронизират своите метаболизми, което води до появата на „органелоподобни“ свойства в UCYN-A. Това беше потвърдено чрез технология за изобразяване с меки рентгенови лъчи, разработена от Каролин Ларабел от Националния център за рентгенови изображения в лабораторията „Бъркли“.

Връзката между UCYN-A и неговия гостоприемник се е задълбочила дотолкова, че UCYN-A е започнал да разчита на протеини, произвеждани от клетката-гостоприемник, което е ключов признак за превръщането му от ендосимбионт в пълноценен органел. Точно този вид промяна – намаляването на генома и зависимост от гостоприемника е характерна за органели като митохондриите и хлоропластите.

Откриването на нитропласта не само преразглежда досегашните представи за възможностите на клетъчната еволюция, но може да има и значителни последици за океанската екология и селското стопанство.

Нитропластите могат да разграждат молекулите на азота, като го правят достъпен за други организми. Това е от ключово значение за поддържането на много екосистеми.

Това откритие открива нови възможности за интегриране на естественото фиксиране на азот в агрокултурите, което може да доведе до революция в производството на торове и да намали въглеродните емисии от сегашното им производство. Изследването е подкрепено от Фондация „Саймънс“, Националния институт по обща медицина и Министерството на енергетиката на САЩ.