Каталитически активные перекиси липидов на основе железа вызывают ультрабыструю коллективную гибель клеток в цветущих водорослях

Опасные цветения водорослей, являющиеся одними из самых серьёзных экологических угроз в мире, завершаются внезапно в течение нескольких дней. В этой работе мы установили, что каталитически активные перекиси липидов, образующиеся при участии железа, преимущественно запускают ферроптоз отдельных клеток и приводят к коллапсу популяции цветущих цианобактерий. Мы выявляем хронологическую последовательность вспышки лабильного железа, оксидативного стресса, перекисного окисления липидов и гибели клеток в ходе гибели цветения Microcystis. Мёртвые клетки демонстрируют нерандомное пространственное распределение внутри колоний. Усиление перекисного окисления липидов, катализируемое внутриклеточным лабильным железом, приводит к образованию усечённых фосфолипидов с укороченными жирнокислотными цепями, несущими алкильные группы. Эти каталитически активные перекиси липидов дестабилизируют плазматические мембраны и индуцируют образование наномасштабных пор в мембране, что приводит к ферроптозу отдельных клеток и их лизису. Окисленные липиды также высвобождаются из ферроптотических клеток, распространяя перекисное окисление липидов на соседние клетки и тем самым распространяя гибель по всей популяции.