Архив публикаций

Тезисы

XXVI-ая конференция

Трихомы нитчатых цианобактерий как протип многоклеточных организмов

Потапова Т.В., Кокшарова О.А.

Московский государственный университет имени М. В.Ломоносова, НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского. Россия, 119192, г. Москва, Воробьевы горы, МГУ, тел.: (495) 9395506, факс: (495) 93993181, e-mail: potapova@genebee.msu.ru

Цианобактерии принадлежат к древнейшим организмам нашей планеты. Многие цианобактерии существуют в виде трихомов - нитей из сотен клеток, связанных межклеточными взаимодействиями. В трихомах некоторых цианобактерий в отсутствии азота развивается специализация клеток для решения разных функциональных задач: фотосинтеза с выделением кислорода и фиксации азота, - так что трихом превращается в некий организм с обменом продуктами фотосинтеза и азотфиксации между вегетативными клетками и гетероцистами. Передача молекул может происходить через периплазму или через специальные контактные структуры, которые называют микроплазмодесмами, септосомами, септальными контактами или нанопорами. У нитчатых цианобактерий в запасании и передаче энергии на клеточном уровне участвуют электрические процессы, происходящие в клеточных мембранах. На цитоплазматической мембране цианобактерий под действием света формируется электрохимический градиент протонов, который используется для осмотической работы вторичными транспортерами. Теоретический и модельный анализ внеклеточных токов, индуцированных локальным освещением пучка трихомов Phormidium uncinatum, показал, что трихомы представляют собой ассоциации клеток, организованные в единые кабельные структуры. Возможность передачи энергии вдоль трихома подтвердилась при одновременной регистрации микроспектральных характеристик и внеклеточных токов одиночного трихома Phormidium uncinatum [1].

Для современной молекулярной генетики нитчатые цинобактерии с разделением труда между соседними клетками — прообраз многоклеточности и удобная модель для выяснения механизмов регуляции многоклеточности, которая по-видимому появлялась не раз в ходе эволюции в разных филогенетических группах, включая бактерии, грибы, водоросли, растения и т.д. [2 - 4].

Литература

1. Потапова Т.В., Асланиди К.Б., Шалапенок А.А., Карнаухов В.Н., Чайлахян Л.М. Фотоэлектрическая активность и спектральные характеристики одиночного трихома цианобактерии Phormidium uncinatum. ДАН СССР 290(6), 1986: 912 - 916.

2. Bonner JT. The origin of multicellularity. Integr Biol 1, 1998: 28 — 36.

3. Carroll SB. Chanse and necessity: the evolution of motphological complexity and diversity. Nature 409, 2011: 1102 — 1109.

4. Herrero A, Stavans J, Flores E. The multicellular nature of filamentous heterocyst-forming cyanobacteria. FEMS Microdiology Reviews, fuw029, 40, 2016: 831 — 854. doi: 10.1093/femsre/fuw029.

• открыть в PDF формате (на русском языке) (PDF)