Основний принцип біології був порушений: з'ясувалося, що гриби змінили основи життєвих форм.

Науковці нещодавно відкрили два нові види грибів, які суперечать основному принципу біології, відомому як "одне ядро – один геном". Дослідницька група з'ясувала, що в цих грибах геном може бути поділений між кількома ядрами.

Геноми являють собою комплексну бібліотеку даних, що містить усю інформацію, необхідну для формування та підтримання живих істот — своєрідний план існування. У еукаріотів, як зазначає Science Alert, геноми розташовані в ядрах клітин, де вони структуровані у вигляді хромосом.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Еукаріоти — це організми, чиї клітини мають ядро, яке захищене мембраною. До цієї групи належать рослини, тварини, гриби, а також численні мікроби, відповідно до думки науковців. Наприклад, людський геном складається з 23 хромосом, кожна з яких несе частину цілого генетичного коду.

Донедавна вчені вважали, що кожне ядро містить мінімум один повний набір хромосом, що відповідає правилу "одне ядро -- один повний геном". Однак нове дослідження показує, що щонайменше у двох видів грибів геноми можуть бути розділені між кількома ядрами -- простими словами, кожне ядро отримує лише частину загального числа хромосом.

Дослідження, яке здійснила команда з Університету Британської Колумбії, було присвячене грибковому патогену Sclerotinia sclerotiorum. Цей ґрунтовий організм викликає стеблову гниль і білу плісняву у різних сільськогосподарських культурах, таких як ріпак, соя та соняшник.

Незважаючи на значний вплив цього гриба на різні культури, його генетичні особливості залишаються маловивченими. У рамках нового дослідження науковці намагалися глибше дослідити біологічні аспекти гриба і виявили вражаюче відкриття щодо структури 16 хромосом S. sclerotiorum під час процесу клітинного поділу та розмноження.

Переважна частина еукаріотичних клітин є диплоїдними, що означає, що їхнє ядро має дві копії кожної хромосоми. Наприклад, у багатьох грибах, таких як пекарські дріжджі, процес розмноження стартує з поділу материнської диплоїдної клітини, в результаті чого формуються гаплоїдні спорові клітини з одиничним ядром, що містить лише по одній копії кожної хромосоми.

Проте, спори S. Sclerotiorum, як виявилося, мають два незалежних ядра. Раніше вважалося, що кожне ядро містить повний комплект з 16 хромосом, що означає, що в кожній спори в цілому налічується 32 хромосоми.

Дослідники застосували флуоресцентну мікроскопію для визначення кількості хромосом в одній спірі. Результати виявилися несподіваними для вчених: у кожній спірі було виявлено всього 16 хромосом, що суперечить загальноприйнятому біологічному принципу, відомому як "одне правило — одне ядро".

Група дослідників також застосувала флуоресцентні зонди для позначення окремих хромосом. Вони виявили, що два ядра спори містять різні хромосоми. Інакше кажучи, спори гриба мають один набір з 16 хромосом, які розподілені між двома ядрами, а не так, як вважалося раніше, коли кожне ядро містило б повний набір хромосом.

Наступним кроком науковці провели дослідження, щоб визначити, чи відбувається розподіл 16 хромосом між двома ядрами випадковим чином, чи ж існують певні закономірності у цьому процесі.

Для того щоб дати відповідь на це питання, дослідники провели розподіл ядер і ідентифікували хромосоми, використовуючи полімеразну ланцюгову реакцію (ПЛР). Результати показали, що склад хромосом у різних ядрах варіював, що вказує на нерегульований розподіл хромосом серед ядер.

Команда вирішила дослідити, чи в інших видах грибів можна знайти подібні особливості. Botrytis cinerea є ще одним представником фітопатогенних грибів, що належить до тієї ж родини, що й S. Sclerotiorum. На відміну від двоядерних аскоспор S. Sclerotiorum, B. cinerea формує конідіальні спори, які зазвичай містять від чотирьох до шести ядер. Використовуючи схожі методи, дослідники виявили, що 18 хромосом у B. cinerea також розподілені між ядрами, причому кожне ядро зазвичай містить від трьох до восьми хромосом.

Це свідчить про те, що подібний розподіл за ядрами є характерним для багатьох фітопатогенних грибів. Проте для того, щоб визначити, наскільки це явище поширене серед інших грибних родин або навіть серед інших еукаріотів, потрібні додаткові наукові дослідження.

Нагадуємо, що раніше ми повідомляли про те, як дослідники спростували ключове правило в біології.

Раніше Фокус повідомляв про те, що був представлений новий універсальний закон біології, здатний дати пояснення всім біологічним явищам.