Обнаружен микроб с одним из самых маленьких геномов в истории

Фото из открытых источников

Обнаруженный внутри морского планктона крошечный микроб имеет один из самых маленьких геномов среди всех когда-либо найденных организмов, и это действительно ставит под сомнение определение «жизни» у биологов.

Группа исследователей, первыми обнаружившая этот крошечный кусочек жизни, даже не искала его целенаправленно. Они собирали одноклеточный планктон (Citaristes regius), плавающий в поверхностных водах у побережья Симоды в Японии.

Бактерия Citharistes regius выживает благодаря фотосинтезирующим цианобактериям, и исследователи изучили генетический материал этих бактерий, чтобы лучше понять, как развивался этот симбиоз.

Но среди обнаруженных ими геномов была странная, крошечная петля генетического материала, состоящая всего из 238 килобаз (кбп) ДНК: едва достаточно для поддержания жизни, насколько нам известно.

В новой статье, опубликованной в журнале Current Biology, международная группа биологов и специалистов по информатике объединила усилия для описания этого загадочного объекта. Его назвали Сукунаархеум чудесный, в честь синтоистского духа по имени Сукуна, известного своим небольшим размером и силой.

Это представитель домена Archaea. Археи долгое время ошибочно принимали за бактерии, потому что, как и бактерии, они одноклеточные, и их ДНК не упакована внутри окруженного мембраной ядра.

Однако археи имеют совершенно иную эволюционную историю, чем бактерии, и обладают множеством уникальных черт.

Археи всегда довольно малы, но Sukunaarchaeum mirabile устанавливает новый рекорд. Ученые никогда прежде не видели архею с таким крошечным геномом.

Существуют вирусы с геномами, превышающими размеры этого микроба, некоторые из них достигают 730 000 пар оснований или даже 2,5 миллионов. И по общепринятым определениям, они даже не считаются живыми организмами, поскольку вирусы не обладают собственным метаболизмом.

У Sukunaarchaeum практически отсутствуют все гены, необходимые для поддержания метаболизма, поэтому, когда в 2025 году была опубликована препринтная статья, сообщалось, что этот микроб ведёт «вирусоподобное» существование.

«Практически полное отсутствие узнаваемых метаболических путей у Sukunaarchaeum говорит о том, что этот микроорганизм не может ни поддерживать свою жизнедеятельность самостоятельно, ни предоставлять своему хозяину очевидную метаболическую выгоду», — объясняют исследователи.

Однако в окончательной, опубликованной версии статьи эта аналогия опущена, предположительно, чтобы избежать путаницы относительно истинной таксономической классификации микроба.

«Ключ к определению жизни заключается в том, может ли существо самовоспроизводиться и может ли оно делать это автономно», — объясняет молекулярный биолог Торстен Аллерс из Ноттингемского университета. «Это захватывающее открытие дает новые подсказки о том, насколько простой может стать живая клетка, оставаясь при этом способной воспроизводить и поддерживать собственную генетическую информацию».

Единственными другими организмами, имеющими меньшее количество фрагментов ДНК, чем Sukunaarchaeum, являются бактерии, которые стали настолько зависимы от симбиотического хозяина, что почти утратили свою идентичность как отдельный организм.

Возможно, именно так возникли более сложные клетки, включая и наши собственные. Например, именно так ученые объясняют тот факт, что наши митохондрии имеют свой собственный, отдельный набор консервативной ДНК: по их словам, свободноживущие бактерии переместились внутрь эукариотических клеток, и спустя 1,5 миллиарда лет они все еще находятся там, став неотъемлемой частью нас самих.

Возможно, Sukunaarchaeum mirabile, известный ученым только по геному и еще не исследованный под микроскопом, также находится в процессе слияния со своим хозяином.

Но для взаимной выгоды в этих отношениях эндосимбионтам необходим метаболизм, способный приносить пользу хозяину. Именно поэтому исследователи предполагают, что Sukunaarchaeum может быть паразитом.

Если это так, то это будет лишь второй зарегистрированный паразитический археон.

Еще одним признаком того, что его образ жизни может быть паразитическим, является то, что четверть его генома посвящена производству крупных мембранных белков. Эти же белки были обнаружены у единственной другой известной паразитической археи, которая использовалась в качестве оружия для проникновения в организм хозяина.

«Хотя Sukunaarchaeum утратил почти все гены, необходимые для производства питательных веществ и энергии, он сохранил большую часть механизмов, необходимых для копирования своего генома и производства белков на основе своей генетической информации», — говорит Аллерс. «Это позволяет предположить, что Sukunaarchaeum может быть близок к минимальному уровню генетической информации, необходимому для того, чтобы организм оставался независимой клеткой».