Странный микроб с крошечным геномом переворачивает знания о клеточной жизни

Фото из открытых источников

Недавно обнаруженный паразит вызвал настоящий переполох среди микробиологов, которые не могли определить его место на древе жизни, и, похоже, даже сам организм не может определиться со своей идентичностью. Sukunaarchaeum, как его предварительно назвали, не является вирусом, но ведёт себя именно как вирус, и может перевернуть наши представления о самой жизни.

Загадочный микроб, по-видимому, находится на грани между живым и неживым. Он клеточный и может создавать собственные рибосомы и мРНК, чего не могут вирусы, но он сильно зависит от хозяина для выполнения многих своих биологических функций и, подобно вирусу, стремится к саморепликации.

Любопытно, что организм, который в конечном итоге был отнесен к домену архей, имеет поразительно маленький геном, состоящий всего из 238 000 пар оснований, что составляет менее половины размера наименьшего ранее известного генома архей.

«Открытие Sukunaarchaeum раздвигает традиционные границы клеточной жизни», — сообщают исследователи, сделавшие это открытие, в еще не прошедшем рецензирование предварительном исследовании, размещенном на сайте препринтов bioRxiv.

«Его геном крайне урезан, в нём отсутствуют практически все распознаваемые метаболические пути, и он кодирует в основном механизмы репликативного ядра: репликацию, транскрипцию и трансляцию ДНК», — пишут они. «Это предполагает беспрецедентный уровень метаболической зависимости от хозяина, состояние, которое ставит под сомнение функциональные различия между минимальной клеточной жизнью и вирусами».

Sukunaarchaeum, названный в честь божества небольшого роста из японской мифологии, был обнаружен по счастливой случайности, когда исследователи секвенировали геном морского планктона Citharistes regius. При этом они обнаружили странную петлю ДНК, которая постоянно появлялась, не соответствуя ни одному известному виду. Похоже, внутри C. regius обитала другая сущность – архея, но непохожая ни на одну из когда-либо обнаруженных.

Благодаря своему крошечному геному и предполагаемой неспособности производить собственные необходимые молекулы, сукунаархеум чудом выживает. Для этого он практически полностью зависит от механизмов своего хозяина.

«Хотя Sukunaarchaeum является явно клеточным организмом, его чрезвычайная метаболическая зависимость и специализация на саморепликации по своей природе подобны вирусам, что позволяет предположить, что Sukunaarchaeum может представлять собой наиболее близкую к вирусной стратегии существования клеточную сущность из всех известных на сегодняшний день», — добавляют исследователи.

Однако одно из отличий паразита от вирусов заключается в том, что он способен реплицировать свой собственный генетический материал — для этой цели предназначен практически весь его геном. 

Следующей задачей команды станет фотографирование сукунаархеума (это легче сказать, чем сделать, учитывая, что размер организма, вероятно, меньше микрометра), а также исследование подобных систем на предмет наличия в них странных и удивительных форм жизни, которые ставят под сомнение наше понимание клеточной эволюции.