«Султан слизи»: биолог продолжает восхищаться организмами после почти 70 лет их изучения

Для 89-летнего Джона Боннера, заслуженного профессора биологии Джорджа М. Моффетта, клеточные слизевики, обитающие в почвах по всему миру, — это не грязь, а красота и высокоорганизованная система. Он является одним из ведущих мировых экспертов по этим организмам и сделал Dictyostelium discoideum моделью для изучения ключевых вопросов экспериментальной биологии. Журнал Science называет его «нынешним патриархом сообщества исследователей слизевиков».

Его новая, 18-я по счёту, книга «Социальные амёбы: Биология клеточных слизевиков» (Princeton University Press) подробно описывает историю его «любимых слизевиков», их место в биологии и то, как они могут пролить свет на эту науку.

Что же такого особенного в этом слизистом организме?

• Слизевики — это «не более чем мешок амёб, заключённый в тонкую слизистую оболочку». Однако они демонстрируют сложное поведение, сравнимое с поведением животных, обладающих мышцами, нервами и простым мозгом.
• Они не относятся к животным, грибам, бактериям или растениям, а принадлежат к пятому царству жизни — Протистам, наименее изученному учёными.

Увлекательный репертуар поведения:

• Способность к регенерации: их можно разрезать надвое, и они восстановятся в два отдельных организма.
• Проявление формы интеллекта: разделённые клетки собираются обратно и начинают движение.
• Ориентация в пространстве: избегают тупиков и ориентируются по газам, например, по кислороду.

Жизненный цикл и вопрос альтруизма:

Популяция Dictyostelium, питающаяся бактериями, быстро растёт. Когда пища заканчивается, отдельные клетки собираются в центральной точке, образуя видимую невооружённым глазом массу. Затем они выстраиваются в «конгу» и формируют «слизняка», который перемещается. Спустя полдня «слизняк» из сотен тысяч клеток образует «плодовое тело»: мёртвый стебелёк с шариком живых спор на вершине.

• Ключевой момент: клетки стебелька жертвуют собой, чтобы поднять споры в воздух для более эффективного распространения насекомыми и червями.
• Учёные считают, что такое альтруистическое самоубийство возможно потому, что все клетки генетически родственны, и гены погибших клеток стебелька передаются следующему поколению через споры. Эксперименты показывают, что смеси разных видов слизевиков способны самостоятельно разделиться.

Научный вклад Джона Боннера:

В 1947 году (в рамках докторской диссертации) Боннер обнаружил, что клетки слизевиков неотвратимо притягиваются к химическому веществу циклическому аденозинмонофосфату (цАМФ). Это открытие стало одной из самых ясных демонстраций хемотаксиса — движения клетки или организма к химическому стимулу.

Путь в науке:

Боннер начал изучать слизевиков ещё в 1940 году как студент, пытаясь объединить интерес к низшим растениям и эмбриологии. Он нашёл идеальный объект для изучения «немаячиной» эмбриологии в Dictyostelium, исследуя диссертацию Кеннета Рапера. С 1947 года он работает в Принстонском университете, где возглавлял кафедру биологии и продолжает исследования, даже выйдя на пенсию в 1990 году.

Его метод: «Моё представление о счастье в лаборатории — это ставить эксперименты, которые сочетают предельную простоту замысла с максимальной значимостью результата».

Джон Боннер до сих пор ежедневно проводит эксперименты в своей лаборатории в Guyot Hall и пишет новую книгу о слизевиках. «Ими невозможно пресытиться», — говорит он.