Описан фермент, помогающий протистам растворять клеточную стенку водорослей

Канадские ученые выяснили, как протисты охотятся на клетки водорослей. Например, протист Orciraptor agilis экспрессирует гены литических ферментов, которые расщепляют углеводы и перфорируют клеточную стенку водоросли Mougeotia sp.

Изображение:

Протисты используют ферменты для разрушения клеточных стенок водорослей, которыми они питаются.

Credit:
Sebastian Hess

Некоторые протисты используют необычную стратегию питания, которую можно назвать «питанием протопластом»: они проникают внутрь клеток других эукариот (водорослей или грибов) и поглощают содержимое клетки фагоцитозом. Канадские исследователи установили, каким образом протисты, «питающиеся протопластами», преодолевают барьер углеводной клеточной стенки. На примере протиста Orciraptor agilis из группы Rhizaria ученые выяснили, что протисты для растворения клеточной стенки водоросли используют литические ферменты, расщепляющие углеводы.

Пристальное наблюдение за охотящимися клетками Orciraptor agilis показало, что перфорирование клеточной стенки водоросли происходит в узкой эллиптической зоне, из которой фрагмент клеточной стенки устраняется подобно снятию крышечки. Образование перфорации сопровождается появлением на клетки протиста особого отростка клетки – лизоподии, обогащенной F-актином. С помощью сканирующей электронной микроскопии ученые увидели, что Orciraptor agilis разрушает как целлюлозную составляющую клеточной стенки, так и ее матрикс, при этом специальных механических систем, разрушающих клеточную стенку, эти протисты не имеют.

Чтобы определить, могут ли быть причастны к разрушению клеточной стенки водоросли поверхностные молекулы протиста, авторы исследования получили транскриптомы культур клеток Orciraptor на разных стадиях развития. Оказалось, что при переходе клеток из спокойного состояния в «боевое» меняется экспрессия множества генов. Помимо тех, которые связанны с метаболизмом, увеличивается уровень экспрессии генов миозинов (вероятно, они способствуют образованию и поддержанию псевдоподиальных структур). При контакте с водорослью протист переходит от зависимого от жгутика движения на амебоидное, ведущую роль в котором играет F-актин.

В клетках, которые переходят к образованию перфораций в клеточной стенке водоросли, активируются гены, связанные с динамикой ДНК и клеточным делением, а также гены, кодирующие ряд компонентов цитоскелета. Наконец, готовящаяся к перфорации клетка на очень высоком уровне синтезирует литические ферменты, расщепляющие разнообразные углеводы. За счет секреции этих ферментов протисту удается преодолеть барьер клеточной стенки.

Источник

Jennifer V. Gerbracht, et al. Comparative transcriptomics reveals the molecular toolkit used by an algivorous protist for cell wall perforation. // Current Biology, Published June 13, 2022. DOI:     10.1016/j.cub.2022.05.049

Добавить в избранное

Вам будет интересно