Un arheon necunoscut oferă indicii despre cerințele genetice minime pentru viață
O echipă de cercetători a descoperit un microorganism necunoscut anterior, având cel mai mic genom găsit vreodată, care poate fi capabil să își reproducă și să își exprime informația genetică.
Microorganismul face parte din grupul arhealelor, o categorie de organisme unicelulare fundamental diferite de bacterii.
Microbul a fost denumit Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, sau pe scurt Sukunaarchaeum, în onoarea unui zeu japonez mic. Deși are un genom neobișnuit de mic, Sukunaarchaeum conține totuși genele necesare pentru a-și copia ADN-ul și pentru a folosi informația genetică în vederea producerii de proteine.
Descoperirea este deosebit de interesantă datorită a ceea ce nu are Sukunaarchaeum – a pierdut aproape toate genele necesare pentru a-și produce propriii nutrienți și energie. Aceasta sugerează că depinde în mare măsură de alte organisme pentru resursele necesare supraviețuirii.
Cercetarea a fost realizată de o echipă internațională, incluzând cercetători de la Universitatea din Nottingham și Universitatea din Tsukuba din Japonia. Rezultatele sunt publicate în Current Biology.
„Cheia pentru definirea vieții este dacă un organism se poate replica și dacă o poate face autonom. Această descoperire captivantă oferă noi indicii despre cât de simplă poate deveni o celulă vie, păstrând în același timp capacitatea de a se reproduce și de a-și menține informația genetică”, a declarat profesorul Thorsten Allers de la Universitatea din Nottingham.
Echipa de cercetare a descoperit Sukunaarchaeum în timp ce analiza materialul genetic al microorganismelor marine (plankton). Genomul Sukunaarchaeum este mai mic de jumătate din dimensiunea celui mai mic genom arheal cunoscut anterior și conține doar 189 de gene codificatoare de proteine.
Organismul este, de asemenea, genetic foarte diferit de toate grupurile de arheale cunoscute anterior. Secvențele genetice înrudite găsite în probe marine sugerează că Sukunaarchaeum face parte dintr-un grup mult mai mare de organisme care, până acum, a trecut în mare parte neobservat.
Cele mai multe organisme cu genomuri foarte mici și-au abandonat o parte din capacitatea de a funcționa independent. De exemplu, mitocondriile și cloroplastele din celulele noastre, care erau inițial bacterii independente, depind de celulele gazdă pentru o parte din mecanismele necesare copiilor și utilizării informației lor genetice.
În schimb, Sukunaarchaeum pare să fi urmat o cale evolutivă diferită.
„Deși a pierdut aproape toate genele necesare pentru a produce nutrienți și energie, a păstrat o mare parte din mecanismele necesare pentru a-și copia genomul și a produce proteine din informația sa genetică”, a declarat profesorul Allers.
„Acest lucru sugerează că Sukunaarchaeum ar putea fi aproape de nivelul minim de informație genetică necesară pentru ca un organism să rămână o celulă independentă.”
Cercetătorii au mai descoperit că aproximativ un sfert din genomul său constă în gene pentru proteine membrane neobișnuit de mari, a căror funcție nu este încă cunoscută. Proteine membrane similare, de dimensiuni mari, sunt întâlnite în unele arhealuri parazite, ceea ce ridică posibilitatea ca Sukunaarchaeum să trăiască ca parazit în interiorul sau în vecinătatea unui alt organism.
Deși oamenii de știință au identificat genomul Sukunaarchaeum, nu au observat încă direct organismul sau identificat gazda acestuia.
Echipa intenționează să investigheze unde trăiește Sukunaarchaeum, de ce depinde și cum interacționează cu alte organisme.
Descoperirile ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine limitele vieții și cât de multe informații genetice are nevoie un organism pentru a supraviețui și a se reproduce.
