3 Minuten
Naujas požiūris į gyvybės apibrėžimą: mokslas ties slenksčiu
Jau šimtmečius mokslininkai diskutuoja, kas iš tiesų laikytina „gyvybe”. Tradiciniai apibrėžimai lengvai pritaikomi tiek daugialąsčiams organizmams, tiek paprastoms, savarankiškai besidauginančioms bakterijoms. Vis dėlto tokios esybės kaip virusai, kurie dauginasi tik šeimininko organizme ir neturi savarankiškų medžiagų apykaitos procesų, lieka šių apibrėžimų pakraštyje. Unikalus virusų elgesys – aktyvumas šeimininko ląstelėje, tačiau neveiklumas savarankiškai – kursto intensyvias diskusijas genetikos, mikrobiologijos ir evoliucijos mokslo srityse.
Sukunaarchaeum mirabile atradimas: esybė tarp pasaulių
Meta iššūkį tradiciniams gyvybės apibrėžimams Kanados ir Japonijos mokslininkų atrastas mikroorganizmas, apie kurį paskelbta naujame tyrime bioRxiv preprintų serveryje. Naujai atrastas mikrobas, laikinai pavadintas Sukunaarchaeum mirabile, pasižymi savybėmis, būdingomis tiek ląsteliniams organizmams, tiek virusams, ir atskleidžia naują perspektyvą pilkojoje zonoje tarp gyvybės ir negyvybės.
Pavadintas mažo dievo iš japonų mitologijos vardu, Sukunaarchaeum mirabile buvo aptiktas sekvenuojant jūrų planktono Citharistes regius genomą. Analizuodama genetinę medžiagą, dr. Ryo Harada vadovaujama komanda iš Dalhousie universiteto (Halifaksas, Naujoji Škotija) nustatė neįprastą DNR segmentą, nepriklausantį jokiai žinomai rūšiai. Tolimesnė analizė parodė, jog šis mikroorganizmas priklauso archėjų domėnai – primityvių organizmų grupei, kuri laikoma bendra visų eukariotų, tarp jų ir žmonių, protėvių šaka.
Genomo struktūra: minimali gyvybės instrukcija
Sukunaarchaeum išskirtinumas – itin sumažintas genomas, turintis tik 238 tūkstančius bazinių porų. Palyginimui, daugelio virusų genomai dažnai yra daug didesni, siekiantys milijonus bazinių porų. Net ir tarp archėjų, mažiausias iki šiol žinomas pilnas genomas viršijo 490 tūkst. bazinių porų – dvigubai daugiau nei aptikta Sukunaarchaeum.
Skirtingai nuo įprastų virusų, šis mikroorganizmas pats turi genus, reikalingus ribosomoms ir pasiuntiniškai RNR gaminti, rodant, kad turi tam tikrą autonomiją. Tačiau, kaip ir virusai, jis beveik visiškai neturi atpažįstamų medžiagų apykaitos kelių ir itin priklauso nuo šeimininko visoms kitoms gyvybinėms funkcijoms, išskyrus pagrindinius DNR replikacijos, transkripcijos ir transliacijos procesus. Tyrėjai pastebėjo: „Jo genomas drastiškai sumažintas, jame beveik nėra atpažįstamų metabolinių kelių – iš esmės užkoduota tik informacija replikaciniam branduoliui: DNR replikacijai, transkripcijai ir transliacijai.“
Naujas žvilgsnis į ląstelinę priklausomybę
Toks derinys – ribota autonomija ir absoliuti priklausomybė – iki šiol yra nematytas. Išlaikomas tik elementarių savireplikacijos funkcijų genų rinkinys, o visa kita medžiagų apykaita perduodama šeimininkui. Sukunaarchaeum meta iššūkį ribai tarp minimalistinės ląstelinės gyvybės ir virusų. Straipsnio autoriai teigia, kad toks metabolinis priklausomumas „praplečia įprastas ląstelinės gyvybės ribas“ ir rodo galimą dar neištirtą mikroorganizmų simbiotų įvairovę.
Reikšmė evoliucinei biologijai ir mikrobinio pasaulio tyrimams
Sukunaarchaeum mirabile atradimas atveria naujas tyrimų perspektyvas mikrobinėje ekologijoje, evoliucinėje genetikoje ir gyvybės ištakų paieškose. Tai gyva iliustracija, kaip organizmas gali atsidurti tarp virusinių ir ląstelinių evoliucijos strategijų, ir rodo, kad gamtoje gali egzistuoti daugybė kitų tokių formų. Šie rezultatai meta iššūkį binarinei gyvybės sampratai ir pabrėžia biologinės evoliucijos sudėtingumą.
Kaip pažymi mokslininkai, „tolimesni simbiotinių sistemų tyrimai gali atskleisti dar daugiau neįtikėtinų gyvybės formų ir radikaliai pakeisti mūsų suvokimą apie ląstelių evoliuciją.“
Išvada
Sukunaarchaeum mirabile identifikavimas – svarbus žingsnis nuolat besitęsiančiose pastangose perbraižyti gyvybės ribas. Miglindamas ribą tarp ląstelių ir virusų, šis unikalaus mikroorganizmas ne tik meta iššūkį mūsų pagrindinėms prielaidoms, bet ir skatina platesnį bei subtilesnį požiūrį į mikrobinės įvairovės pasaulį. Būsimi tokių simbiotinių organizmų tyrimai gali iš esmės praplėsti mūsų supratimą apie gyvybės medį bei jį formavusias evoliucines jėgas.
Kommentare