Naukowcy odkryli nowego archeona w symbiotycznej relacji w morskim systemie mikrobiologicznym, który wykazuje ekstremalną redukcję genomu, mając bardzo okrojony genom o wielkości zaledwie 238 kbp i ma ekstremalne funkcjonalne nastawienie na przetwarzanie informacji genetycznej. Jego genom koduje przede wszystkim mechanizm replikacji, transkrypcji i translacji DNA. Brakuje mu niemal wszystkich szlaków metabolicznych, stąd wykazuje całkowitą zależność metaboliczną od gospodarza. Tymczasowo nazwany Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, jest zasadniczo bytem komórkowym zachowującym tylko swój replikacyjny rdzeń i ewoluował, aby zbliżyć się do wirusowego sposobu istnienia. Ponieważ Sukunaarchaeum mirabile pojawia się jako ogniwo łączące byty komórkowe z wirusami, odkrycie to zmusza do zastanowienia się nad minimalnymi wymaganiami życia komórkowego.
Dinoflagellata to grupa eukariotycznych jednokomórkowych glonów posiadających dwie różne wici. Są to głównie plankton morski i wiadomo, że utrzymują symbiotyczne społeczności mikrobiologiczne.
W niedawnym badaniu, amplifikacja genomu pojedynczej komórki bakterii związanej z bruzdnicą Citharistes regius ujawniła obecność niezwykle nietypowej sekwencji kolistej o długości 238 kbp i niskiej zawartości GC (guanina-cytozyna) wynoszącej 28.9%. Stwierdzono, że sekwencja ta reprezentuje kompletny genom prokarionta. Dalsza analiza wykazała, że organizm noszący ten genom jest archeonem. Do tej pory najmniejszym znanym kompletnym genomem archeona jest genom Nanoarchaeum equitans o długości 490 kbp. Genom archeona odkryty w tym badaniu ma mniej niż połowę tej wielkości, a mimo to jest wysoce kompletny. Dalsze badania potwierdziły, że rzeczywiście reprezentuje on kompletny genom archeona i został nazwany Candidatus Sukunaarchaeum mirabile.
Nowo odkryty archeon Ca. Sukunaarchaeum mirabile charakteryzuje się ekstremalną redukcją genomu, ponieważ jego genom jest bardzo ograniczony i ma zaledwie 238 kbp (dla porównania, rozmiar genomu typowych archeonów wynosi od około 0.5 do 5.8 Mbp, podczas gdy rozmiar genomu wirusów waha się od 2 kbp do ponad 1 Mbp). Co więcej, stwierdzono również, że wykazuje on skrajnie funkcjonalną tendencję do przetwarzania informacji genetycznej. Koduje on przede wszystkim mechanizmy replikacji, transkrypcji i translacji DNA. Brakuje mu niemal wszystkich szlaków metabolicznych, stąd wykazuje całkowitą zależność metaboliczną od gospodarza.
Ca. Sukunaarchaeum mirabile przypomina wirusy, mając minimalny genom dedykowany do genetycznej samorepetycji i absolutnej zależności od gospodarza, wymuszonej redukcją metaboliczną. Jednak w przeciwieństwie do wirusów, Sukunaarchaeum mirabile posiada własny aparat transkrypcyjny i translacyjny oraz rybosomy. Nie brakuje mu genów maszynerii replikacyjnej i nie jest w tym zakresie zależny od gospodarza. To kluczowa różnica między organizmami komórkowymi a wirusami. Sukunaarchaeum mirabile jest zasadniczo organizmem komórkowym, zachowującym jedynie jądro replikacyjne, które ewolucyjnie zbliżyło się do wirusowego sposobu istnienia.
Odkrycie , że Sukunaarchaeum mirabile stanowi ogniwo łączące organizmy komórkowe z wirusami, zmusza do zastanowienia się nad minimalnymi wymaganiami, jakie muszą spełniać organizmy żywe, by żyć na poziomie komórkowym.
***
Referencje:
- Harada R., i wsp 2025. Jednostka komórkowa zachowująca jedynie rdzeń replikacyjny: Ukryta linia archeonów z ultrazredukowanym genomem. Preprint w bioRxiv. Złożono 02 maja 2025 r. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781
***
Podobne artykuły:
- Komórki z syntetycznym, minimalistycznym genomem podlegają normalnemu podziałowi komórek (5 kwietnia 2021)
- Eukarionty: historia jego przodków archeologicznych (31 grudzień 2022)
***
