Раскопки культуры Хуншань: крупнейшая гробница и уникальные находки

Учёные выяснили, что ключевой эволюционный порог, превративший неживую материю в живые организмы, мог быть преодолён не один, а два раза независимо друг от друга. Учёные сосредоточились на базовом метаболизме — совокупности химических реакций, необходимых для поддержания жизни.

Они разработали алгоритм для упорядочивания ферментов в геномах бактерий и архей по сложности и восстановили приблизительную хронологию эволюции. Выяснилось, что последний универсальный общий предок всех клеток (LUCA) обладал ферментами лишь для половины метаболических реакций, а остальные процессы катализировались металлами из окружающей среды, характерной для гидротермальных источников.

Ключевым открытием стало то, что переход к состоянию «свободноживущей клетки», способной полностью обеспечивать свой метаболизм без внешних катализаторов, произошёл уже после разделения эволюционных линий на бактерии и археи. Каждая из этих ветвей независимо нашла собственные структурные решения для одних и тех же биохимических задач, разработав различные ферменты для катализа важнейших реакций.

«Новые данные позволяют сделать лишь один вывод: бактериальные и археальные линии независимо друг от друга перешли в свободноживущее состояние. Мы рассматриваем одно происхождение генетического кода, но два происхождения жизни», — заявил Мартин.

Дополнительным аргументом в пользу этой теории стало открытие альтернативных путей раннего метаболизма. Исследователи обнаружили, что фосфит — форма фосфора, естественно встречающаяся в гидротермальных источниках, — в сочетании с палладием способен заменять современные АТФ и ферменты в реакциях фосфорилирования, проходящих в воде всего за одну ночь.

Это упрощает понимание того, как ранние протоклетки могли обходиться без сложных органических катализаторов. Если выводы исследования подтвердятся, научному сообществу придётся пересмотреть классическую модель древа жизни.

Возможно, существовало два отдельных основания, разошедшихся у самых корней — ещё до того, как их обладатели технически стали живыми организмами. Это открытие не только заполняет важные пробелы в понимании абиогенеза, но и ставит перед биологами новый фундаментальный вопрос о природе и множественности путей возникновения жизни во Вселенной.

Этот белок отвечает за цвет и вкус мяса. Результаты эксперимента опубликованы в научном журнале Frontiers in Plant Science.

Они открывают новые возможности для создания устойчивых альтернатив животноводству, которое наносит значительный ущерб экологии. В ходе исследования учёные использовали метод биолистической трансформации, известный как «генная пушка».

С её помощью они внедрили оптимизированные гены миоглобина свиньи в хлоропласты растений. Предыдущие опыты демонстрировали лишь временную экспрессию белка, но новые трансгенные растения салата и табака не только выросли здоровыми, но и передали изменённый ген своему потомству.

Специалисты отметили устойчивость растений: несмотря на выработку сложного гемопротеина, их фотосинтез и плодовитость не пострадали. Это стало неожиданностью для научной группы.

Урожайность белка составила около 810 мг на килограмм сухого веса салата, что примерно в десять раз ниже, чем в мышечной ткани животных. Однако авторы работы подчёркивают, что растениеводство значительно превосходит животноводство по ресурсоэффективности.

Производство миоглобина на гектар может сравниться с мясным по выходу белка, но при этом потребует меньшего расхода воды и приведёт к сокращению выбросов парниковых газов. Исследователи признают, что эксперимент является лишь подтверждением концепции, и впереди долгий путь по масштабированию технологии.

Основная проблема — неполное включение гема в структуру белка, что снижает его функциональность. В ближайших планах команды — модификация метаболизма растений для повышения доступности гема и эксперименты с производством других ценных пищевых белков.

В будущем такой салат можно будет использовать либо как ингредиент для растительного мяса, либо употреблять в свежем виде.

В результате исследования, опубликованного в журнале Ecology and Evolution, стало известно, что эти акулы обладают выраженными социальными навыками. Взрослые особи предпочитают общаться с родственниками, а не с посторонними.

Учёные сопоставили наблюдения в поле с результатами генетического тестирования. Хотя большинство акул не приходились друг другу близкими родственниками, частота их контактов превышала случайный уровень.

Для описания влияния родственных связей на социальную структуру авторы работы предложили термин «kinfluence» (от kin — родственник и influence — влияние). Оценка взаимодействий проводилась по двум моделям поведения: плотное соседство или синхронное плавание (параллельное движение, следование друг за другом).

Ведущий автор исследования Наташа Марози отметила, что акулы-быки выбирают партнёров по полу, возрасту и размеру. Теперь стало ясно, что родственные связи также играют роль, хотя и менее значительную.

Вероятно, способность распознавать родственников формируется в юности, когда молодые акулы живут в реках вместе с братьями и сёстрами. Соавтор Эндрю Гриффитс добавил, что полученные результаты меняют представление об акулах как об одиночных хищниках.

Их социальная жизнь оказывается сложнее: сеть контактов формируется под влиянием пола, возраста, размера и родства. Однако изучению этого вопроса препятствует незаконный промысел, из-за которого до взрослого возраста доживает лишь малая часть родственников.

Учёные сравнили влияние трёх видов жиров — свиного сала, говяжьего жира и кукурузного масла — в эксперименте на мышах с искусственно вызванным язвенным колитом. Животные, получавшие умеренное количество сала, переносили заболевание значительно легче, чем мыши из двух других групп.

У них было менее выраженное воспаление кишечника, а защитный барьер кишечной стенки оставался более целым. Кроме того, у этих мышей снижались уровни провоспалительных молекул, а также реже развивалось вторичное повреждение печени, которое нередко сопровождает тяжёлое воспаление кишечника.

Анализы показали более низкие уровни печёночных ферментов и маркеров окислительного стресса у мышей, получавших сало. Авторы предполагают, что защитный эффект связан с изменением состава кишечных метаболитов и активацией молекулярных путей, отвечающих за обмен жирных кислот в печени.

Ранее стало известно, что куркумин уменьшает воспаление и повреждение кишечника при заражении сальмонеллой.