Долгие годы ученые не могли изучать протистов — вид планктона, который миллиарды лет назад был родственником человека. Это связано с прочной клеточной стенкой. Специалисты знали, что за ней скрывается огромное разнообразие форм и структур, но не могли преодолеть преграду.
Ученые впервые рассмотрели внутреннее устройство сотен видов планктона
Планктон — крошечные организмы, которые производят более половины всего кислорода, которым дышит человек. Они — основа пищевой цепи в океане. И кроме того, среди огромной разновидности есть особая группа — протисты. Это древние родственники человека, чьи эволюционные пути разошлись миллиарды лет назад. Однако долгие годы ученые не могли изучить их самих и их ДНК.
Феликс Микус / EMBL
Во время пандемии COVID-19 ученые из Женевского университета совершили прорыв. Они адаптировали новый метод, называемый ультраструктурной микроскопией, для изучения клеточной стенки ихтиоспореи — одного из протистов.
Как работает ультраструктурная микроскопия
- Крошечный организм помещается в специальный прозрачный гель.
- Этот гель затвердевает, фиксируя все внутренние структуры клетки.
- Затем его погружают в воду, и он начинает разбухать, равномерно увеличиваясь в размерах. Сам образец становится частью этого геля и растягивается вместе с ним.
В результате вся клетка и все, что внутри нее, увеличивается в четыре, восемь, а то и в 16 раз. Клеточная стенка перестает быть преградой, поскольку гель проникает сквозь нее, и все внутреннее содержимое можно детально рассмотреть под обычным микроскопом.
Ученые из Женевского университета объединились с коллегами из Европейской молекулярно-биологической лаборатории (EMBL), чтобы рассмотреть внутреннее устройство сотен видов планктона. Исследование было опубликовано в журнале Cell.
Морской микро- и мезопланктон
Специалисты обратились в Европейскую коллекцию морских микроорганизмов за образцами и получили более чем 200 видов планктона для изучения. Они сосредоточились на двух ключевых компонентах:
- Микротрубочках — полых трубках, которые помогают клетке делиться.
- Центринах — белках, управляющих сборкой «рельсов», по которым микротрубочки перевозят необходимые для деления элементы.
В результате ученые составили карту того, как устроены эти системы у огромного количества разных видов. Например, они подробно изучили динофлагеллят — одну из самых распространенных групп планктона, отвечающую за цветение воды.