A fagyöngy „légzési kapacitásának nagy részét” elvesztette

A legtöbb ember a fagyöngyöt (Viscum album) elsősorban növényként ismeri, akit az ünnepek alatt letesznek és megcsókolnak. Természetes környezetében a fagyöngy egy hemiparazita (parazita növény, amely bizonyos fotoszintézisre képes), amely a fákra tapad, és kivonja belőlük a vizet és a tápanyagokat. Két független tanulmány, amelyet a Current Biology május 3-án közölt, azt mutatja, hogy a fagyöngy parazita életmódja meglehetősen meglepő evolúciós veszteséghez vezette a fajt. A fagyöngyből hiányoznak a sejtmechanizmus kulcsfontosságú elemei, más organizmusok attól függenek, hogy a glükózt átalakítják az energiát hordozó ATP molekulává.

légzési

"A légzési kapacitás csökkenését korábban csak egysejtű eukariótáknál figyelték meg, ami parazita vagy szimbiotikus életmódhoz vezetett" - mondja Etienne Meyer, a németországi Max Planck Molekuláris Növényélettani Intézet munkatársa. "Beszámolunk egy többsejtű eukarióta első esetéről, amely elveszítette a légzőképességét."

"Nem volt ismert példa arra, hogy az I. mitokondriális komplexum nélküli élet lehetséges a többsejtű eukariótákban" - teszi hozzá Hans-Peter Braun, a szintén németországi Leibniz Universität Hannover. "Tehát határozottan meglepődtünk, amikor rájöttünk, hogy az V. album e komplexum nélkül él."

Korábbi tanulmányok azt sugallták, hogy a Viscum fajok mitokondriumaként ismert sejtes erőművek genomjai elveszítették az I. komplex alegységeket kódoló géneket. Első volt a többsejtű eukarióták között. De nem bizonyította, hogy a fagyöngyből hiányzik a komplexum. Lehetséges volt, hogy az I komplexet kódoló gének átkerültek a mitokondriumokból a nukleáris genomba.

Ennek ellenére a megállapítások felhívták Braun és Meyer figyelmét. Anélkül, hogy tudtak volna egymásról, mindketten úgy döntöttek, hogy jobban megnézik. Később a két csapat találkozott egy konferencián, és felfedezte, hogy párhuzamos utakon haladnak, ami most lényegében ugyanarra a felfedezésre késztette őket. Úgy döntöttek, hogy párjukként benyújtják munkájukat a Jelenlegi Biológiának.

Braun csapata biokémiai bizonyítékokat mutat be arra vonatkozóan, hogy az európai fagyöngy mitokondriumaiból teljesen hiányzik az I. komplex. Emellett jelentősen csökkent a II és V komplexek mennyisége. Ugyanakkor beszámolnak arról, hogy a III. És IV. . " Az eredmények biokémiai bizonyítékot szolgáltatnak arra vonatkozóan, hogy az I komplex alegységeit kódoló gének nem kerültek át a nukleáris genomba, és hogy ez a légzőkomplexum valóban nem áll össze. Ennek eredményeként a növény teljes légzési láncát átalakítják.

Meyer csapata, az Egyesült Királyságbeli John Innes Center Janneke Balk csapatával együtt azt is megállapította, hogy nem tudnak kimutatni semmilyen aktivitást az I. komplexből vagy annak fehérje alegységeiből. Megállapították, hogy a IV komplex és az ATP-t szintetizáló enzim szintje ötször alacsonyabb koncentrációban volt jelen, mint egy másik általánosan vizsgált laboratóriumi növény. Egyéb esszenciális metabolikus enzimeket magasabb szinten detektáltak. Eredményeik bizonyítják, hogy a parazita fagyöngy mitokondriális funkciói az evolúció során "extrém kiigazításokon" mentek keresztül.

Braun feltételezése szerint ezek a parazita életmódhoz való alkalmazkodás megtakaríthatja a növény számára az energiát, amely a mitokondriális komplexek összeállításához szükséges. "Azonban - mondja - ennek ára van", mivel csökken a mitokondrium ATP-termelő képessége.

Mindkét kutatócsoport munkája azt jelezte, hogy az ATP-termelés mitokondriumok általi elvesztését kompenzálhatják az ATP-termelő folyamatok más sejtkomponensekben. Ez a lehetőség további vizsgálatot érdemel - mondja Braun. Meyer hozzáteszi, hogy más parazita növényfajok mitokondriumait meg kell vizsgálni annak megállapítására, hogy a légzőképesség csökkenése jellemző-e a fagyöngyre.