Новая форма жизни рассказала исследователям об эволюции клеток

Бактерии и археи должны были развиться от предполагаемого последнего универсального общего предка (LUCA). Одна из гипотез гласит, что причина разделения в нестабильной смеси липидов клеточной мембраны LUCA. Ученые из Университета Гронингена и Университета Вагенингена создали новую форму жизни со смешанной мембраной и обнаружили, что она стабильна, что опровергает вышеописанную гипотезу. Результаты опубликованы в журнале «Труды Национальной академии наук» от 19 марта. Существует множество предположений, как миллиарды лет назад развивалась клеточная жизнь. Протоклетки могли образоваться в глинистых минералах или в виде простых липидных пузырьков. В последнем случае произошло бы нечто, называемое «липидным делением», что разделило бы бактерии и археи, объясняет профессор Гронингенского университета молекулярной микробиологии Арнольд Дриссен. «Липидные мембраны бактерий и археи различны, они состоят из зеркально противоположных фосфолипидов», – добавил ученый. С технической точки зрения липиды в мембранах бактерий состоят из жирных кислот с прямой цепью, которые связаны эфиром с основой глицерин-3-фосфат. Липиды в археальной мембране имеют за основу глицерин-1-фосфат, с которым изопреноиды примыкают эфирными связями. Идея разделения липидов состоит в том, что у общего предка бактерий и археи была клеточная мембрана, в которой сосуществовали оба типа липидов. «Смешанная мембрана была бы менее устойчивой, чем гомогенная лишь с одним типом фосфолипидов, поэтому в конечном итоге произошло разделение, в результате чего появились отдельные области бактерий и археи», – говорит Дриссен. Если утверждения Арнольда Дриссена верны, то можно лишь предположить, что все это произошло более 3,5 миллиардов лет назад, ведь доказательств мало. Ученые решили «перепроектировать» микроорганизм со смешанной мембраной, что отыскать-таки доказательства. Специалисты создали клетку, в которой весь фосфатидилглицерин, липиды, образующие основу бактериальной мембраны, заменили археальным эквивалентом (археетидилглицерином). Вещество составляло 30% липидов в мембране. «Бактерия росла с нормальной скоростью и была стабильной, – говорит Дриссен. – Таким образом, результаты нашей работы подтверждают гипотезу о том, что смешанная мембрана могла спровоцировать липидный разрыв».