W świecie biologii istniało dotąd wyraźne rozróżnienie: komórki są żywe, wirusy – tylko pasożytują. Jednak odkrycie mikroorganizmu zwanego roboczo Sukunaarchaeum mirabile każe postawić to rozróżnienie pod znakiem zapytania. Jego genom zawiera zaledwie 238 tys. par zasad – to mniej niż 5 proc. genomu znanej bakterii E. coli. Co więcej, niemal wszystkie z 189 genów kodują białka odpowiedzialne jedynie za replikację, transkrypcję i translację. Cała reszta życia została… odrzucona.
Czytaj też: Dziwne organizmy w Yellowstone. Nigdy czegoś takiego nie widzieliśmy
Prof. Takuro Nakayama z Uniwersytetu w Tsukubie mówi:
Sukunaarchaeum to mikrob, który żyje po to, żeby się kopiować. To najbardziej wirusopodobna komórka, jaką kiedykolwiek widzieliśmy.
Najdziwniejszy gatunek na świecie – ani żywy, ani martwy
Naukowcy trafili na ślad tego tworu, którego nie można formalnie określić mianem organizmu, sekwencjonując DNA bruzdnicy Citharistes regius, jednokomórkowego organizmu morskiego, znanego już wcześniej z symbiozy z sinicami. Oprócz spodziewanych sekwencji DNA, odkryto nietypową, kolistą cząsteczkę o długości 238 pz. Początkowo uznano ją za błąd lub artefakt. Ale kolejne próby sekwencjonowania powtarzały ten sam wzorzec. W końcu stało się jasne: coś jeszcze “żyje” w komórkach C. regius – i to coś należy do królestwa Archaea.
Czytaj też: Na Grenlandii znaleziono olbrzymie wirusy. Mogą pomóc opanować skutki zmian klimatu
Nie jest to pierwszy pasożytniczy archeon znany nauce, ale jest najprostszy ze wszystkich. Jego genom ma mniej niż połowę długości poprzedniego rekordu w tej grupie organizmów, a przy tym pozbawiony jest niemal wszystkich szlaków metabolicznych. Nie potrafi samodzielnie produkować ani aminokwasów, ani nukleotydów. Wszystko musi zabrać od gospodarza.
Choć przypomina wirusa, Sukunaarchaeum ma jedną ważną cechę odróżniającą go od nich – potrafi samodzielnie kopiować swoje DNA. W świecie wirusów to rzadkość.
Prof. Takuro Nakayama dodaje:
To organizm niemal całkowicie zależny od gospodarza, ale posiada własną aparaturę replikacyjną. Jego skupienie na autoreplikacji kosztem wszystkiego innego bardzo przypomina strategię wirusową.
To właśnie ta cecha sprawia, że niektórzy badacze zaczynają postrzegać Sukunaarchaeum jako potencjalne “ogniwo pośrednie” – formę życia ewoluującą w stronę wirusowego stylu istnienia. Co więcej, przeszukując bazy danych DNA pochodzącego z próbek morskich z całego świata, naukowcy odnaleźli liczne sekwencje blisko spokrewnione z Sukunaarchaeum. Sugeruje to istnienie całej, wcześniej nieznanej linii ewolucyjnej w obrębie Archaea. To może zrewidować nasze rozumienie początków życia komórkowego, a nawet genezy wirusów.
Następnym krokiem będzie uzyskanie obrazu samego mikroorganizmu. To zadanie niełatwe – Sukunaarchaeum najprawdopodobniej ma mniej niż 1 mikrometr średnicy. Dla porównania, znany wcześniej pasożytniczy archeon z większym genomem mierzył zaledwie 400 nm. Zespół pracuje również nad analizą funkcji niektórych gigantycznych białek błonowych kodowanych przez ten mikroorganizm. Podejrzewa się, że mogą one być odpowiedzialne za interakcję z komórką gospodarza – być może są odpowiednikiem wirusowych białek osłonowych lub mechanizmów penetracji błony.
Nowe odkrycie to poważne wyzwanie dla sposobu, w jaki klasyfikujemy życie. Czy organizm bez żadnej samodzielności metabolicznej, który funkcjonuje wyłącznie jako pasożyt, ale nie jest wirusem, nadal jest komórką? Gdzie kończy się życie, a zaczyna jego wirusowa forma? Sukunaarchaeum nie daje prostych odpowiedzi – ale otwiera nowe, fundamentalne pytania.