Митохондрии – существенные органоиды, которые известны прежде всего энергетическими конверсионными реакциями то топливо наши камеры. Митохондрии представляют важные признаки эукариотических клеток – всех сложных типов клетки, включая людей, животных, растения, грибы, и так далее – по существу все живые существа, видимые невооруженным глазом. То, что все эукариотические клетки имеют (или когда-то имел) митохондрии указывают, что происхождение этих органоидов, вероятно, играло глубокую роль в эволюционном появлении сложных эукариотических клеток. Доказательства с прошлых нескольких десятилетий сильно поддерживают это митохондрии, развитые через эндосимбиоз, процесс, в котором свободно живущая бактерия поднята клеткой – хозяином.
Все же оба личность митохондриального предка, а также природа эндосимбиоза, являются предметом жестоких дебатов.«Предыдущая работа представила убедительные свидетельства, что митохондрии связаны с бактериальной группой, известной как Alphaproteobacteria», говорит Джорэн Мартиджн, постдокторский исследователь в Уппсальском университете и первый автор исследования. «От которых alphaproteobacterial развитых митохондрий происхождения все еще неясно – различные исследования указали на радикально различные alphaproteobacterial группы. Для понимания происхождения митохондрий, но также и того из эукариотов, зная личность митохондриального предка крайне важно».
Некоторые ученые предложили, чтобы митохондрии развились из Rickettsiales, паразитной группы бактерий, что, как митохондрии, живые внутренние эукариотические клетки и которые обычно абсолютно зависят от их клетки – хозяина для выживания. Его самый известный участник, Rickettsia prowazekii, является печально известным человеческим болезнетворным микроорганизмом, который вызывает сыпной тиф.«Мы полагаем, что есть две главных причины из-за отсутствия согласия по личности митохондриального предка», говорит Тиджс Эттема, исследователь в Отделе Цитобиологии и Молекулярной биологии в Уппсальском университете, который возглавил команду, проводящую исследование. «Сначала, возможно, что современные родственники просто еще не были найдены – если они даже все еще существуют.
Во-вторых, реконструкция эволюционной истории митохондрий чрезвычайно сложна, и может легко привести к совсем другому и следовательно противоречивым результатам».Команда Упсалы пыталась заняться этим тупиком, используя смелый подход. Анализируя большие суммы экологических упорядочивающих данных из Тихого океана и Атлантического океана, им удалось определить несколько ранее неопознанных alphaproteobacterial групп. Используя недавно разработанные методы, команде тогда удалось восстановить геномы более чем 40 alphaproteobacteria, принадлежа 12 различным группам.
«Расширенные геномы набора этих недавно определенных alphaproteobacteria существенно помогли нашим усилиям точно определить положение митохондрий», говорит Мартиджн. «Мы надеялись, что при помощи более уравновешенного набора alphaproteobacteria в наших исследованиях, могли преодолеть некоторые проблемы, с которыми боролись предыдущие исследования».Неожиданно, их исследования поддержали новую позицию митохондрий, которые были теперь помещены за пределами Alphaproteobacteria.Эти результаты указывают, что митохондрии не самые близкие родственники ни одной из в настоящее время признанных alphaproteobacterial групп, включая Rickettsiales.
Скорее митохондрии развились от предка, который позже дал начало всему в настоящее время признанному Alphaproteobacteria.«Мы подозреваем, что популярная Rickettsiales-связанная родословная митохондрий – результат методологического артефакта». объясняет Мартиджн. «Mitochondria и Rickettsiales развились при очень похожих условиях, которые, возможно, привели к очень похожим но независимым способам образцов последовательности и эволюции. Это в свою очередь, возможно, усложнило предыдущие усилия определить эволюционное происхождение митохондрий».
Исследование не опознало современных родственников митохондриального предка.«Это было несколько неутешительно, конечно», говорит Эттема. «Но возможно мы смотрели в неправильном месте. В этом исследовании мы сосредоточились на океанских водах, поскольку они, как было известно, содержали множество нехарактеризуемых alphaproteobacteria».Ettema и его команда продолжат их поиски митохондриальных родственников. «Распутывание происхождения митохондрий ключевое для понимания происхождения сложной жизни.
Если современные митохондриальные родственники все еще существуют, я убежден, что мы найдем их в какой-то момент».