Любопытная связь между болезнями мозга и сине-зелёными водорослями

Научный прорыв, призванный повысить урожайность сельскохозяйственных культур (пшеницы, коровьего гороха, маниока), может также улучшить понимание нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, и однажды привести к их излечению.

Учёные из Австралийского национального университета (ANU) и Института биохимии Макса Планка (Германия) показали, что сине-зелёные водоросли производят крошечные механизмы для улавливания углерода, подобно тому, как формируются капли в лавовой лампе и жидкие белковые капли при болезни Альцгеймера.

Исследователь ANU доктор Бен Лонг заявил, что работа решает давний вопрос о том, как цианобактерии (сине-зелёные водоросли) строят эти механизмы — карбоксисомы — путём формирования жидких белковых капель.

Карбоксисомы делают сине-зелёные водоросли чрезвычайно эффективными в преобразовании CO₂ в богатые энергией сахара — в три раза быстрее, чем сельскохозяйственные растения. Компьютерные модели показали, что внедрение этого механизма в фотосинтез растений приведёт к резкому увеличению их роста и урожайности.

«Селекция растений в сельском хозяйстве достигла предела в плане увеличения производства продуктов питания», — сказал доктор Лонг, чья работа финансируется международным консорциумом RIPE.

«Нам необходимо удвоить производство продовольствия к 2050 году, чтобы удовлетворить спрос».

Цель команды — в конечном итоге пересадить эти карбоксисомы водорослей в важные сельскохозяйственные культуры, чтобы помочь им эффективнее улавливать углерод и повысить урожайность.

Результаты исследования могут привести и к другим важным последствиям.

«Формирование жидких белковых капель, по-видимому, играет очень важную роль в ряде нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера», — отметил доктор Лонг.

«Понимание того, как этот феномен работает в цианобактериальных системах, не только приближает нас к будущему с укреплённой продовольственной безопасностью, но и может помочь учёным, работающим над нейродегенеративными заболеваниями, разработать инновационные методы лечения.

Учёные теперь понимают, что формирование жидких белковых капель является движущей силой во многих биологических системах, поскольку мы находим всё больше примеров, где это происходит.

Осознание этих любопытных связей показывает, что существует огромный потенциал для обучения у других дисциплин, чтобы совершать прорывы, такие как лечение болезни Альцгеймера и создание суперкультур для питания растущего населения мира».

Исследование опубликовано в журнале Nature.