InScience: Описано новое семейство белков беспозвоночных
Российские ученые описали неизвестное ранее семейство белков, распространенных среди беспозвоночных животных. Вероятно, эти белки участвуют в процессе энергетического обмена, который важен для превращения личинки во взрослую форму. Открытие поможет восстановить ход эволюции многоклеточных организмов.
Статья опубликована в?журнале Open Biology.
Губки?— одна из?древнейших ветвей в?эволюции многоклеточных животных. Жизненные циклы этих беспозвоночных очень разнообразны, а?способности к?восстановлению почти безграничны. По?мере созревания подвижная личинка выходит в?окружающую среду, оседает на?субстрат, прикрепляется и?начинает свое превращение в?зрелую губку. Стадии развития хорошо известны, однако до?сих пор непонятна биохимия этого процесса, особенно нюансы энергообмена.
Теперь коллектив российских и?французских ученых определил последовательность неизвестного ранее белка личинок губок, получившего название ильборин. Аналоги этого белка также обнаружены у?стрекающих, плоских червей и?иглокожих?— однако до?сих пор не?было известно, какую роль он?играет в?организме и?зачем связывается с?ионами кальция. Группа исследователей из?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 уже много лет разрабатывает модель морфогенезов на?морской губке Halisarca dujardini. Ученые исследуют эмбриональное развитие, процессы метаморфоза и?регенерации. В?метаморфозе принимают участие жгутиковые клетки, покрывающие личинку губки,?— ранее авторы выяснили, что в?них содержится ильборин.
В?новом исследовании ученые наблюдали за?губками H.?Dujardini, собранными в?Белом море, которых содержали в?аквариумах. Личинки переносили в?искусственную морскую воду без кальция и?при помощи центрифуги разделяли их?на?клетки. Из?жгутиковых клеток извлекали белки, строение которых выявляли с?помощью масс-спектрометрии, а?геномную последовательность?— посредством секвенирования. Среди них оказался и?ильборин. Также ученые провели компьютерный анализ белков-гомологов, произошедших от?общего с?ильборином предка, у?различных животных.
Оказалось, что ильборин состоит из?двух доменов. Один из?них отвечает за?связывание ионов кальция и?встречается во?многих белках, реагирующих на?уровень этого металла в?клетке. Второй часто находится в?ферментах, которые способны ускорять химические реакции и?участвуют в?обмене веществ. Ильборин может взаимодействовать с?аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ), служащей универсальным источником энергии. Сопоставив данные о?том, в?каких клетках личинки находится белок и?какие функции может выполнять, ученые предположили, что?он, вероятно, участвует в?энергетическом обмене и?вовлечен в?метаморфоз у?личинок губок.
?Пока неясно, какую конкретно роль играет новый белок в?энергетическом обмене и?как именно регулирует связывание ионов кальция. Широкое распространение гомологов ильборина среди беспозвоночных и?его большое количество в?жгутиковых личиночных клетках губок позволяет предположить, что он?имеет важное значение в?этом процессе. В?будущем мы?надеемся прояснить его функции?,?— комментирует соавтор исследования Илья Борисенко.