Anabaena — род нитчатых цианобактерий , которые существуют в виде планктона . Они известны своими способностями к фиксации азота и образуют симбиотические отношения с некоторыми растениями, такими как москитный папоротник . Они являются одним из четырех родов цианобактерий, которые вырабатывают нейротоксины , вредные для местной дикой природы, а также для сельскохозяйственных животных и домашних животных. Предполагается, что выработка этих нейротоксинов является вкладом в его симбиотические отношения, защищая растение от давления выпаса .
В 1999 году был предпринят проект по секвенированию ДНК , в ходе которого был составлен полный геном Anabaena , состоящий из 7,2 миллионов пар оснований. Исследование было сосредоточено на гетероцистах , которые преобразуют азот в аммиак . Некоторые виды Anabaena использовались на рисовых полях , что оказалось эффективным натуральным удобрением .
В условиях ограничения азота вегетативные клетки дифференцируются в гетероцисты с полурегулярными интервалами вдоль нитей. Клетки гетероцисты окончательно специализированы для фиксации азота. Внутренняя часть этих клеток является микрооксичной в результате усиленного дыхания, инактивации фотосистемы (ФС) II, продуцирующей O 2 , и образования утолщенной оболочки снаружи клеточной стенки. Нитрогеназа , изолированная внутри этих клеток, преобразует молекулярный азот в аммиак за счет АТФ и восстановителя — оба генерируются в результате метаболизма углеводов, процесса, дополняемого на свету активностью ФС I. Углеводы, вероятно, в форме глюкозы, синтезируются в вегетативных клетках и перемещаются в гетероцисты. В свою очередь, азот, зафиксированный в гетероцистах, перемещается в вегетативные клетки, по крайней мере частично в форме аминокислот . [2]
Папоротник Azolla образует симбиотические отношения с цианобактерией Anabaena azollae , которая фиксирует атмосферный азот , предоставляя растению доступ к этому необходимому питательному веществу . Это привело к тому, что растение окрестили «суперрастением», поскольку оно может легко колонизировать области пресной воды и расти с большой скоростью — удваивая свою биомассу всего за 1,9 дня. [3] Типичным ограничивающим фактором его роста является фосфор , обилие которого из-за химического стока часто приводит к цветению Azolla . В отличие от других известных растений, симбиотический микроорганизм передается напрямую от одного поколения к другому. Это сделало Anabaena azollae полностью зависимым от своего хозяина, поскольку несколько его генов либо утеряны, либо были перенесены в ядро в клетках Azolla. [4]
Anabaena используется в качестве модельного организма для изучения простого зрения . Процесс, в котором свет изменяет форму молекул в сетчатке , тем самым управляя клеточными реакциями и сигналами, которые вызывают зрение у позвоночных , изучается на Anabaena . Сенсорный родопсин Anabaena , специфический светочувствительный мембранный белок, является центральным в этом исследовании. [5]
Двухцепочечные разрывы (DSB) — это тип повреждения ДНК , который может быть восстановлен путем гомологичной рекомбинации . Этот ферментативный процесс восстановления происходит в несколько ферментативных этапов, включая ранний этап, катализируемый белком RecN. [6] Исследование динамики RecN в восстановлении DSB у Anabaena показало дифференциальную регуляцию восстановления DSB, так что он активен в вегетативных клетках, но отсутствует в зрелых гетероцистах, которые являются терминальными клетками. [7]
Медиа, связанные с Anabaena на Wikimedia Commons
Данные, связанные с Anabaena на Wikispecies