Внутри крошечного планктона из группы динофлагеллят ученые обнаружили еще более мелкий микроорганизм, ведущий необычайно вирусоподобный образ жизни. Это открытие заставляет пересмотреть традиционные представления о границе между живым и неживым.
Новый организм, временно названный Sukunaarchaeum mirabile, существует настолько близко к этой границе, что ставит под вопрос само понятие жизни.
Исследователи из Университета Далхаузи во главе с геномиком Рё Харуда наткнулись на этого необычного паразита, изучая ДНК планктона Citharistes regius и его симбиотических бактерий. Среди генетического материала они обнаружили странную небольшую петлю ДНК, которая не соответствовала ни одной известной категории микроорганизмов.
«Sukunaarchaeum, возможно, является самым близким к вирусу клеточным организмом из всех известных на сегодняшний день», — пишут ученые в своей работе.
«Его крайняя специализация бросает вызов нашим фундаментальным представлениям о минимальных требованиях к клеточной жизни». Геном Sukunaarchaeum состоит всего из 238 000 пар оснований, в то время как у некоторых вирусов этот показатель достигает 735 000 или даже 2,5 миллиона. Подобно вирусам, этот микроорганизм перекладывает большинство своих биологических функций, включая метаболизм, на хозяина. Кроме того, большая часть его генов направлена на одну цель — самовоспроизведение.
«Его геном предельно упрощен: в нем отсутствуют практически все известные метаболические пути, а основная часть генов кодирует механизмы, необходимые для репликации», — объясняют исследователи.
«Это указывает на беспрецедентный уровень метаболической зависимости от хозяина, что стирает функциональные различия между минимальной клеточной жизнью и вирусами». Однако, в отличие от вирусов, Sukunaarchaeum сохраняет гены, отвечающие за синтез собственных белков репликации, включая рибосомы, матричную и транспортную РНК. Вирусы же полностью полагаются на механизмы хозяина. Более того, Sukunaarchaeum производит белки, вероятно, участвующие в формировании мембраны, которая защищает его небольшую кольцевую ДНК и, возможно, помогает взаимодействовать с организмом планктона.
Анализ генов показал, что Sukunaarchaeum относится к археям — домену жизни, от которого произошли эукариоты, включая человека. Его кольцевая хромосома напоминает генетический материал бактерий и архей. При этом у микроорганизма нет генов, отвечающих за метаболизм, а значит, он не предоставляет хозяину никаких полезных функций в обмен на использование его ресурсов. Вирусы обычно не считаются живыми, поскольку не могут размножаться или поддерживать свои функции без помощи клетки-хозяина.
Sukunaarchaeum способен к репликации, но не может существовать самостоятельно, что делает границу между жизнью и нежизнью еще более размытой. Исследование было опубликовано на сервере bioRxiv и пока не прошло рецензирование.
Оценили 16 человек
25 кармы