Группа ученых из кластера передового опыта «Баланс микровселенной» обнаружила ранее неизвестный механизм омоложения у одноклеточных организмов. Они изучали одноклеточные микроводоросли, которые служат основой пищевых цепей в океанах. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Одноклеточные организмы, такие как микроводоросли, также стареют, когда они больше не могут делиться из-за недостатка питательных веществ. Недавно обнаруженный механизм позволяет старым клеткам омолаживаться и снова делиться после того, как они достигают богатых питательными веществами областей океанов. Результаты этого исследования могут иметь далеко идущие последствия для понимания старения и регенерации клеток в морских экосистемах.
Одноклеточные организмы, такие как микроводоросли, размножаются путем деления клеток . Но когда доступные им питательные вещества истощаются, они останавливают этот процесс. Клетки выживают и стареют, но больше не могут делиться. В океане течения обеспечивают транспортировку этих «старых» клеток в более богатые питательными веществами области, что может обеспечить возобновление деления клеток.
Исследовательская группа под руководством доктора Юн Дэна, постдокторанта Института неорганической и аналитической химии Йенского университета и первого автора исследования, и профессора доктора Георга Понерта, профессора аналитической химии, обнаружила, что у старых клеток есть механизм омоложения, который позволяет им снова делиться.
Исследователи обнаружили, что эти клетки выделяют пузырьки, так называемые «везикулы». Они выводят из клеток вредные продукты обмена веществ и токсины, что создает условия для нового деления клеток.
«Наше исследование показало, что производство этих везикул необходимо для омоложения клеток. Избавляясь от вредных веществ , клетки создают условия для нового деления клеток», — объясняет профессор Понерт.
Исследователи также обнаружили, что этот процесс омоложения контролируется бактериями. Эти бактерии вызывают производство везикул посредством химической сигнализации и таким образом способствуют восстановлению способности старых клеток делиться.
«Это захватывающий пример сложного взаимодействия микроорганизмов в океане», — говорит Дэн.
Это открытие может иметь далеко идущие последствия для нашего понимания морских экосистем и глобальных биогеохимических циклов. В планктоне водоросли делятся с огромной скоростью и способствуют глобальной фиксации CO2 и производству кислорода посредством фотосинтеза.
Фактически, водоросли в океанах производят почти столько же кислорода, сколько все растения на Земле вместе взятые. Недавно открытый механизм омоложения теперь дает объяснения сложным, ежегодно повторяющимся закономерностям видового состава планктона и, таким образом, фундаментальному пониманию функционирования глобального климата.
