Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий (original) (raw)
Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий
Многие двустворчатые синтезируют биссус — тонкие белковые нити, похожие на шелк. С их помощью моллюски, например дрейссены, крепятся ко дну и камням. Новое исследование посвящено уникальному белку «шелка» этих двустворок: его химическому составу, физическим свойствам и появлению в ходе эволюции.
Двустворки Mytilus edulis, Dreissena bugensis и их биссус / © M. Simmons et al., 2023 / Автор: Александр Литвинов
Двустворчатые — это своеобразный класс моллюсков, которые в ходе эволюции буквально потеряли голову и стали вести малоподвижный образ жизни внутри прочной раковины. Они способны производить жемчуг, а некоторые — еще и тонкие белковые нити, которые похожи на шелк и называются биссусом. Любопытно, что биссус одной из морских двустворок раньше использовали для того, чтобы ткать дорогую одежду из «морского шелка».
Такой «шелк» очень прочен и используется моллюском для закрепления на твердых поверхностях вроде камней или дна. Его синтезирует особая железа, которая расположена на единственной ноге животного. «Шелк» моллюсков состоит из белка, но его химический состав сильно варьирует: он может состоять из креатина, полифенольных или других белковых молекул.
Большая часть того, что мы знаем о биссусе, относится к морским видам двустворчатых вроде мидий. Поэтому авторы новой статьи для PNAS решили изучить «шелк» обитателей пресных вод — дрейссен (Dreissenidae). Это тем более важно, что дрейссены представляют собой инвазивные виды, которые активно захватывают озера и реки Северной Америки.
Ученые сочетали методы спектроскопии, рентгеноструктурный анализ и протеомику, чтобы узнать химический состав и структуру биссуса дрейссенид. Белок в его основе оказался уникальным: он состоит главным образом из структурных единиц, которые называют кристаллиновыми бета-листами, и они характерны для белка паучьего шелка.
При этом исходно в ноге дрейссены синтезируется другой белок, имеющий структуру типа спиральной катушки (coiled coil). Более того, он оказался самым крупным из известных белков соответствующей группы. Далее этот белок-предшественник меняет свою структуру из-за механического воздействия (процессинга) и лишь затем превращается в тот, что похож на белок паука. В дальнейшем он и помогает моллюску закрепиться на дне.
Дрейссены, мидии и их биссус (A-C); эволюционное древо дрейссенид (D) / © M. Simmons et al., 2023
Не менее удивительно происхождение уникального белка дрейссен. Авторы полагают, что им моллюски обязаны бактериям. Примерно 12 миллионов лет назад кодирующий его ген попал в ДНК дрейссен путем горизонтального переноса. Механизм сплошь и рядом используют бактерии для обмена генами между собой, но изредка в нем также участвуют растения или животные.
Новое исследование помогает понять, как лучше «откреплять» опасных инвазивных моллюсков и защитить от них экосистемы. С другой стороны, уникальный белок дрейссены вполне может быть использован для создания новых, прочных и устойчивых в воде материалов и биосовместимых полимеров.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Популярное
Сыр с мумий бронзового века помог уточнить историю происхождения кефира
Ученым удалось извлечь и проанализировать ДНК из древних образцов сыра, найденных рядом с таримскими мумиями — мумифицированными телами, которые в начале XX века обнаружили во время археологических раскопок в бассейне реки Тарим в Синьцзян-Уйгурском автономном районе КНР. Открытия указали на существование двух путей распространения кефира и сыра из него, тогда как прежде единственной родиной этих продуктов считали Северный Кавказ.
Изотопная аномалия указала на место зарождения астероида Рюгу
В декабре 2020 года космический зонд «Хаябуса-2» доставил образцы с астероида Рюгу на Землю. С тех пор эти драгоценные несколько грамм грунта интенсивно исследуют, сначала в Японии, затем в других странах по всему миру. В Германии частицы космического странника проанализировали на изотопный состав в надежде понять его происхождение.
Белорусские инженеры рассказали, как соединить Сахалин с материком
Инженеры из Беларуси рассказали, как соединить Сахалин с материком при помощи струнных технологий. Для этого разработан проект двухпутного воздушного тоннеля мембранного типа, стоящего на опорах. Перевозки по тоннелю осуществляются посредством высокоскоростных поездов.
Геологи обнаружили общий источник лавы для всех горячих точек Земли
Команда геологов из Университета Британской Колумбии (Канада) предложила переосмыслить наше понимание происхождения вулканических лав, извергающихся в таких горячих точках Земли, как Гавайи, Исландия и Самоа. Исследователи пришли к выводу, что все лавы, вероятно, происходят из единого резервуара в мантии планеты.
Геологи объяснили, как образуются залежи золотых самородков
Месторождения самородного золота приурочены главным образом к кварцевым жилам. Считается, что оно осаждается из горячих магматических растворов, внедряющихся по трещинам в горных породах. Однако образование крупных скоплений золота представляет собой минералогическую загадку. Австралийские ученые предположили, что дело — в пьезоэлектрических свойствах кварца, которые под действием частых землетрясений способствуют образованию больших скоплений драгоценного металла.
Археологи нашли могилу волшебника Мерлина
На юге Шотландии расположена деревня, издавна связанная с легендой о Мерлине — великом волшебнике, наставнике короля Артура. Ранее эта история, как и многие другие части артуровского цикла, не имела никаких археологических подтверждений — только крайне запутанные упоминания в древних манускриптах. Теперь ситуация изменилась.
Пропавшую марсианскую атмосферу нашли в километровом слое глины
Марс не всегда был холодным и сухим, как сейчас. Все больше фактов говорит о том, что миллиарды лет назад там текли водные потоки. А значит, была плотная атмосфера, создающая парниковый эффект и поддерживающая воду в жидком состоянии. Примерно 3,5 миллиарда лет назад вода исчезла, газовая оболочка существенно поредела. Почему? Ответ буквально лежит на поверхности, выяснили американские геологи.
[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Причина отклонения
Не получилось опубликовать!
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Жалоба отправлена
Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.
Аккаунт заблокирован!
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Что-то пошло не так!
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.