Учёные воскресили гены "дедушки" фотосинтеза
Атмосфера Земли наполнилась кислородом около 2,5 миллиардов лет назад в результате жизнедеятельности первых фотосинтезирующих организмов. Это событие называют то Кислородной катастрофой (потому что из-за изменения состава атмосферы вымерли или были вытеснены в бескислородные резервации анаэробные организмы), то Кислородной революцией — потому что новая атмосфера породила новые формы жизни.
Первым фотосинтезирующим бактериям пришлось серьёзно поработать со своим метаболизмом — в частности, научиться вырабатывать рибулозобисфосфаткарбоксилазу (RuBisCO), фермент, связывающий углекислый газ. Сегодня RuBisCO — самый распространённый фермент на Земле. Его кодирует ряд генов, значительно изменившихся с тех пор, как первые цианобактерии выпустили в атмосферу первые кубометры кислорода. Быстрее всего изменения в этих генах накапливались в эпоху Кислородной революции — организмам нужно было быстро приспосабливаться к изменениям в атмосфере.
Модель молекулы рибулозобисфосфаткарбоксилазы.
Чтобы узнать, как эволюционировали гены, ответственные за синтез RuBisCO, эволюционный биолог Бетул Качар (Betül Kacar) из Гарварда и её коллеги сравнили эти гены у ряда современных фотосинтезирующих организмов и воссоздали последовательность генов, которая могла отвечать за синтез этого фермента у общего предка всех фотосинтезирующих организмов.
Воспользовавшись технологией редактирования генома CRISPR, учёные собрали нужные фрагменты ДНК и встроили их в геном современной цианобактерии, предварительно удалив из него соответствующие «родные» гены. Генномодифицированные бактерии начала вырабатывать древний фермент, которого не существовало на Земле уже около 3 миллиардов лет. Такие ГМ-бактерии дают учёным дополнительный источник информации об экологии древней Земли (до этого единственным источником знаний о том, как жили первые фотосинтезирующие организмы, была геология).
О результатах своей работы Качар рассказала на конференции по астробиологии в городе Месе, штат Аризона, кратко её доклад пересказывает журнал New Scientist.
