: 10.05.2018
Незаменимые для человека омега-3 жиры синтезируют кораллы, нематоды и даже перелетная саранча
Кто сегодня не слышал об омега-3 жирных кислотах – важнейшем компоненте здорового питания? Эти вещества, входящие в состав всех клеточных мембран, способствуют формированию здоровых сосудов и правильному функционированию головного мозга, снижают воспалительные реакции и нормализуют иммунитет, препятствуя старению… Так как в организме позвоночных животных, включая человека, эти жиры не синтезируются, их относят к «незаменимым», и они в обязательном порядке должны присутствовать в рационе. Основным источником омега-3 для нас служат, помимо растительных масел и орехов, жирная рыба и другие животные водных экосистем, которые получают их по пищевой цепочке от первичных продуцентов – микроводорослей, простейших и цианобактерий. Но недавние исследования значительно расширили круг производителей этих незаменимых жиров
Структурно молекулы жирных кислот представляют собой цепочки из углерода, которые отличаются друг от друга как числом атомов углерода, так и характером химической связи между ними: соседние атомы могут быть соединены одинарной (С–С) или двойной (С=С) связью. Жирные кислоты с двойными связями называют ненасыщенными, а содержащие две и больше двойных связей – полиненасыщенными. К последним относятся ряд полностью или частично незаменимых жирных кислот, в том числе и омега-3.
Двойные связи в молекулах жирных кислот образуются благодаря работе ферментов десатураз, каждая из которых способна формировать ненасыщенную связь в строго определенном участке углеродной цепи. Международной группа исследователей, используя базы данных последовательностей ДНК различных организмов, провела поиск генов омега-3-десатураз – ферментов, способных «присоединять» двойную связь к третьему с «метильного» конца атому углеродной цепи, формируя в результате омега 3 жирную кислоту.
В результате ученым удалось идентифицировать 121 такую генную последовательность у 80 видов самых разных беспозвоночных животных, от аскарид до кораллов. Филогенетический анализ генов десатураз у микроорганизмов и многоклеточных организмов позволил построить своего рода «эволюционное древо», в результате чего были выделены по крайней мере 3 группы генов, имеющих, по-видимому, независимое эволюционное происхождение. В первую группу вошли гены круглых червей нематод, дополненные генами одноклеточных организмов, таких как микроводоросли и грибы. Во вторую группу – гены книдарий, включая хорошо всем известных кораллов, медуз и морских анемонов, а также ряд генов эукариотических одноклеточных организмов. Третья группа включала гены моллюсков, коловраток и кольчатых червей – представителей надтипа спиральные, а также веслоногих ракообразных, относящихся к членистоногим. В качестве подгруппы в нее вошли также гены представителей оомицетов, «родственников» грибов. За пределами этих трех хорошо выраженных групп на родословном древе расположились меньшие «наборы» генов омега-3-десатураз представителей членистоногих – насекомых, включая перелетную саранчу, и ногохвосток.
Такую картину распределения генов десатураз у многоклеточных беспозвоночных животных можно объяснить интересным явлением, наиболее характерным для микроорганизмов, – горизонтальным переносом генов между организмами, осуществляемым с помощью различных векторов (вирусов, плазмид, мобильных генетических элементов). Например, именно таким способом бактерии, обитающие в нашем кишечнике, могут «обмениваться» генами устойчивости к антибиотику. Что касается генов десатураз, то, к примеру, насекомое табачная белокрылка могла получить их от растений, на которых оно питается. Но наиболее правдоподобно гипотеза горизонтального переноса генов омега-3-десатураз выглядит в отношении беспозвоночных, находящихся в непосредственном контакте с одноклеточными производителями омега-3 жирных кислот.
Чтобы подтвердить свои выводы по поводу генных последовательностей, кодирующих омега-3-десатуразы, ученые «встроили» в клетки дрожжей гены наиболее типичных представителей беспозвоночных. В результате дрожжи стали производить функциональные белки-ферменты, способные участвовать в синтезе омега-3 полиненасыщенных жирных кислот.
Результаты этого исследования поставили под сомнение общепринятую концепцию биосинтеза омега-3 полиненасыщенных жирных кислот, доказав, что он намного шире распространен в природе, чем считалось ранее. Очевидно, что модели передачи омега-3 по пищевым цепочкам нуждаются в серьезном пересмотре. Но вот что касается человеческого рациона, то он вряд ли претерпит изменения в обозримом будущем, так как пюре из медузы или паштет из табачной белокрылки вряд ли выдержат конкуренцию с традиционным стейком из лосося и малосольной селедочкой.
Фото: https://www.flickr.com
Подготовила Мария Перепечаева
: 10.05.2018 
