Бурая водоросль захищається від свого паразита, ооміцету, за допомогою аутофагії - комплексу процесів з переробки компонентів власних клітин, повідомляється в. Аутофагія виступає в ролі двигуна локальної і системної імунної відповіді біля водорості Цей факт показано вперше. Ймовірно, паразит і його господар також впливають на хід «клітинного самоїдства» один у одного.
Бурих водоростей багато в холодних морях, і там вони служать основними продуцентами - виробниками органічних речовин. Вони нерідко досягають значних розмірів - до 50 метрів у довжину. Не дивно, що у них, зокрема у (саме він тримає рекорд величини серед водоростей), є паразити.
Один з таких паразитів - ооміцет. Раніше ооміцет відносили до грибів, але за новою систематикою вони належать зовсім іншому царству (; цікаво, що туди ж входять і бурі водорості), так як по будові джгутиків і багатьом іншим параметрам від справжніх грибів дуже далекі. Клітинні механізми захисту від бурих водоростей не вивчені, як і їх відповідь на присутність паразитів в принципі.
Відомо, що у тварин, зелених рослин і грибів у відповіді організму на патогени велику роль відіграє аутофагія - перетравлення компонентів клітин за рахунок лізосом, які в цих же клітинах і містяться. Однак у бурих водоростей і ооміцет значення аутофагії практично не досліджували.
Вчені з Великобританії, Німеччини та Австрії під керівництвом Клер Гашон (Claire M.M. Gachon) з Шотландської асоціації морських досліджень вирощували в лабораторії і періодично заражали їм здорові жіночі гаметофіти (статеве покоління).
Стан клітин інфікованих водоростей та їх паразитів раз на 1-5 днів оцінювали за допомогою конфокальної мікроскопії. Для цього частину заражених гаметофітів витягували з акваріумів, промивали стерильною морською водою і додавали різні флуоресцентні барвники, які дозволяють відрізнити аутофагосоми (лізосоми, в яких містяться компоненти клітини) від інших лізосом, а також оцінити кислотність вмісту вакуолів (цей параметр дає можливість оцінити загальний стан клітини). Також біологи готували зрізи для трансмісійної електронної мікроскопії.
З'ясувалося, що всередині водорості знаходиться у вигляді синциття - клітини з безліччю ядер під однією оболонкою. Цей синцитій ніколи не мігрує з клітини в клітку: функцію розселення на себе беруть зооспори. Ймовірно, тому в уражених анізольпідієм клітинах активується аутофагія: у них стає більше лізосом, де перетравлюються інші органели, а також синцитії. Якщо такі клітини знищити або очистити від ооміцету, це зупинить локальне поширення інфекції. Клітини, в яких паразита немає, теж зазнають змін: в них запускається переробка пластид, яка порушується, якщо на водоросль подіяти інгібіторами аутофагії.
Ймовірно, ооміцет-паразит контролює власне розмноження за допомогою аутофагії. Відразу після зараження у водорості переважають анізольпідії з великими ліпідними краплями в клітинах, але з кожним днем таких організмів стає все менше, так як ліпідні краплі зменшуються, а ядра в складі синцитіїв все частіше знаходять всередині вакуолів. Деякі суперечки гинуть, мабуть, щоб збереглися найбільш життєздатні. Всі ці процеси порушуються в присутності інгібіторів аутофагії.
Через 17 днів після інфікування у складі знаходять майже виключно органели для перетравлення інших органел, при тому, що ліпідів у цих особинах може бути багато. Такі особини вже не можуть розмножуватися. Паразиту невигідно, щоб розмноження припинялося за наявності ресурсів. Тому автори припускають, що макроцистис якимось чином активує самопоїдання у організму, який заразив його, і цим теж гальмує його поширення.
Виходить, що аутофагія - дуже консервативний спосіб боротьби з інфекцією і зустрічається не тільки у «класичних» рослин і грибів (а також тварин), а й у інших еукаріот. Судячи з усього, у він представляє останню лінію оборони: напівзруйновані синцитії анізольпідія знаходили в загиблих клітинах макроцистису. До того ж, проникнення ооміцету в клітини водорості часом зупиняли втовщення клітинної стінки, які ці клітини формували.
Аутофагія відома вже понад півстоліття, і зараз ми знаємо, що роль, яку вона відіграє в найрізноманітніших фізіологічних процесах, величезна. Особливо великий внесок у вивчення «клітинного самоїдства» зробив японський біолог Есінорі Осумі. За відкриття механізмів аутофагії (на прикладі дріжджів) він отримав Нобелівську премію з фізіології в 2016 році.