Tyrėjai jūrinėje mikrobų sistemoje atrado naują archeoną, palaikantį simbiotinius santykius. Šis archeonas pasižymi itin dideliu genomo sumažėjimu – jo genomas yra vos 238 kbp dydžio ir itin funkciniu požiūriu linkęs apdoroti genetinę informaciją. Jo genomas daugiausia koduoja DNR replikacijos, transkripcijos ir transliacijos mechanizmą. Jam trūksta beveik visų medžiagų apykaitos kelių, todėl jis visiškai priklauso nuo šeimininko. Preliminariai pavadintas „Candidatus Sukunaarchaeum mirabile“, jis iš esmės yra ląstelinis darinys, išlaikęs tik savo replikacinį branduolį ir evoliucionavęs iki virusinio egzistavimo būdo. Sukunaarchaeum mirabile atrodo kaip jungtis tarp ląstelinių darinių ir virusų, todėl šis atradimas verčia susimąstyti apie minimalius ląstelinio gyvenimo reikalavimus.
Dinoflagelatai yra eukariotinių vienaląsčių dumblių grupė, turinti du skirtingus žiuželius. Jie daugiausia sudaryti iš jūrinio planktono ir, kaip žinoma, palaiko simbiotines mikrobų bendrijas.
Naujausiame tyrime nustatyta, kad su dinoflagelatais susijusių bakterijų vienaląsčių genomų amplifikacija Citharistes regius atskleidė labai neįprastą 238 kbp žiedinę seką su mažu GC (guanino-citozino) kiekiu – 28.9 %. Nustatyta, kad seka reprezentuoja visą prokarioto genomą. Tolesnė analizė parodė, kad šį genomą turintis organizmas yra archeonas. Iki šiol mažiausias žinomas pilnas archeos genomas yra 490 kbp genomas Nanoarchaeum equitans. Šio tyrimo metu atrastas archeono genomas yra mažesnis nei pusė šio dydžio, tačiau jis yra labai išsamus. Tolesni tyrimai patvirtino, kad jis iš tiesų atspindi visą archeono genomą ir jam buvo suteiktas pavadinimas. Candidatus Sukunaarchaeum mirabile.
Naujai atrastas archeonas Ca. Sukunaarchaeum mirabile pasižymi itin dideliu genomo sumažėjimu – jo labai supaprastintas genomas siekia tik 238 kbp (palyginimui, tipiškų archėjų genomo dydis yra apie 0.5–5.8 Mbp, o virusų – nuo 2 kb iki daugiau nei 1 Mbp). Be to, nustatyta, kad jis pasižymi itin dideliu funkciniu polinkiu į genetinės informacijos apdorojimą. Jis daugiausia koduoja DNR replikacijos, transkripcijos ir transliacijos mechanizmą. Jam trūksta beveik visų medžiagų apykaitos kelių, todėl jis visiškai metaboliškai priklausomas nuo šeimininko.
Ca. Sukunaarchaeum mirabile primena virusus tuo, kad turi minimalų genomą, skirtą genetiniam savęs išsaugojimui, ir absoliučią priklausomybę nuo šeimininko, kurią lemia medžiagų apykaitos redukcija. Tačiau, skirtingai nei virusai, Sukunaarchaeum mirabile turi savo pagrindinį transkripcijos ir transliacijos aparatą bei ribosomas. Jam netrūksta pagrindinių replikacijos mechanizmo genų ir jis nepriklauso nuo šeimininko. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp ląstelinių darinių ir virusų. Sukunaarchaeum mirabile iš esmės yra ląstelinis darinys, išlaikęs tik savo replikacinį branduolį, kuris evoliucionavo taip, kad priartėtų prie virusinio egzistavimo būdo.
Su Sukunaarchaeum mirabile Atrodo, kad šis atradimas yra jungtis tarp ląstelių ir virusų, todėl kyla klausimas apie minimalius ląstelių gyvybės reikalavimus.
***
Nuorodos:
- Harada R., et al 2025. Ląstelinis darinys, išlaikęs tik savo replikacinį branduolį: paslėpta archeologinė linija su itin redukuotu genomu. Išankstinis spausdinimas „bioRxiv“. Pateikta 02 m. gegužės 2025 d. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781
***
Susiję straipsniai:
- Ląstelėms su sintetiniu minimalistiniu genomu vyksta normalus ląstelių dalijimasis (5 m. Balandžio 2021 d.)
- Eukariotai: Archealinių protėvių istorija (31 gruodžio mėn. 2022)
- Thiomargarita magnifica: didžiausia bakterija, kuri meta iššūkį prokarioto idėjai (25 birželis 2022)
***
