В мире микробиологии произошло судьбоносное открытие — ученые обнаружили удивительный организм, который вызывает дискуссии о самой природе жизни. СуКунаархеум мирябиле представляет собой своеобразную клеточную сущность с очень ограниченным генетическим аппаратом, который почти полностью лишен генов, отвечающих за метаболизм. При этом этот микроб способен самостоятельно воспроизводить собственную ДНК и синтезировать белки, необходимые для репликации. Именно это сочетание делает его уникальным и ставит на грань между вирусами и полноценными клеточными организмами.Открытие произошло в ходе геномного анализа морской динофлагеллятной планктоны — Citharistes regius.
В процессе изучения ДНК планктона и его симбиотических бактерий группа исследователей из университета Далхаузи (Канада) под руководством Рё Харады натолкнулась на аномальный небольшой участок ДНК, который не совпадал ни с каким из известных организмов. Этот колечковый фрагмент ДНК стал первой подсказкой о существовании существа, значительно отличающегося от привычных форм жизни.Сукунаархеум имеет крайне упрощенный геном — всего 238 000 пар оснований, что намного меньше по сравнению с типичными клеточными организмами. Для сравнения, многие вирусы имеют гораздо более крупные геномы – некоторые до 2,5 миллионов пар оснований. Несмотря на это, сукунаархеум может сгенерировать рибосомы, матричную и транспортную РНК, необходимые для синтеза белков, чего не умеют вирусы.
Это значит, что он не полностью зависит от клетки-хозяина в процессе репликации, в отличие от вирусов, предоставляющих себе процедуру размножения только за счет механизмов других организмов.Главной особенностью сукунаархеума является полная утрата генов, ответственных за метаболизм. Этот организм не может самостоятельно перерабатывать вещества или получать энергию — все жизненно важные процессы он берет у своего хозяина, динофлагеллятной планктоны. По сути, сукунаархеум паразитирует внутри этой клетки, используя ее ресурсы, но при этом не участвует в метаболических взаимодействиях. Такая экстремальная зависимость и специализация заставляют ученых по-новому взглянуть на границы определения жизни, поскольку сукунаархеум сам способен к воспроизводству, но не может поддерживать жизнедеятельность без окружения своего хозяина.
Особенность сукунаархеума — наличие генов, кодирующих белки, формирующие клеточную мембрану. Формирование собственной мембраны — это важный фактор, выделяющий его из разряда вирусов, которые обычно не имеют клеточных структур и обходятся оболочкой, полученной из клетки хозяина. Мембрана, вероятно, помогает сукунаархеуму взаимодействовать и поддерживать свои отношения с планктонной клеткой, обеспечивая реакцию на внешние условия и обмен сигналами.Генетический анализ и сравнительный анализ ДНК показали, что сукунаархеум принадлежит к домену архей — древнейшим организмам, с которыми связан эволюционный путь возникновения эукариот, включая человека. Его кольцевая хромосома напоминает геном бактерий и архей, что подчеркивает его уникальное положение в биологической классификации и представляет собой переходное звено между вирусами и простейшими клеточными формами.
Сукунаархеум не только обогащает наше понимание эволюции жизни, но и поднимает важные философские и биологические вопросы. Традиционно вирусам отводилось положение неживых объектов из-за их неспособности к самостоятельному размножению и метаболической активности. СуКунаархеум, обладая механизмом самовоспроизведения, но не способный обеспечить собственный метаболизм, размывает эту грань, заставляя пересмотреть критерии жизни. Впервые возникает организм, который сложно назвать либо вирусом, либо полноценно живой клеткой.Учёные считают, что подобные организмы могут долгое время оставаться незамеченными из-за своего миниатюрного размера и экстремальной зависимости от хозяина.
Их присутствие указывает на то, что биологическое разнообразие на микроскопическом уровне шире, чем представлялось ранее, и что эволюция жизни способна создавать существа с чрезвычайно простой биологией, но сложными формами взаимодействия с окружающей средой.На фоне текущих исследований сукунаархеум может стать ключом к пониманию происхождения жизни и принципов организации минимального жизненного цикла. Его геном, состоящий преимущественно из генов, отвечающих за репликацию, а отсутствия метаболических путей напоминает о том, каким мог быть последний универсальный общих предок или предшественник клеток и вирусов.В будущем исследование сукунаархеума может привести к открытию новых биотехнологий, позволяющих использовать его уникальные способности для создания синтетических организмов или разработки систем репликации и контроля биомолекул. Кроме того, изучение механизмов взаимодействия этого микроба с планктонным хозяином может помочь лучше понять паразитические отношения на клеточном уровне и разработать методы борьбы с инфекциями, вызываемыми близкородственными микроорганизмами.
Несмотря на то, что данные исследования еще не прошли полное рецензирование и требуют дальнейших подтверждений, их значение сложно переоценить. СуКунаархеум мирябиле открывает новый раздел в биологии, который связывает вирусы и клетки, меняя наши взгляды на происхождение, развитие и разнообразие жизни на Земле.Весь мир науки с нетерпением ждет дальнейших данных, которые смогут пролить свет на загадочный и уникальный организм, находящийся на границе понятий жизни и неживого. Так, сквозь толщу микроскопического мира пробивается история эволюции, укорененная в миллионах лет, но открывающая непрерывно новые горизонты познания.
