Ni pies, ni wirus. Odkryto mikroba, który rzuca wyzwanie definicji życia

Wirusy to bardzo dziwne byty, w pewny sensie zwieszone między materią żywą i martwą. Składają się bowiem wyłącznie z mniejszych lub większych cząsteczek DNA albo RNA (materiału genetycznego), otoczonych zbudowanymi z białek tzw. kapsydami (niektóre mają dodatkową lipidową osłonkę). To prawie nic w porównaniu z nawet najprostszymi jednokomórkowymi organizmami, wyposażonymi w całą „maszynerię” pozwalającą powielać się i dostarczać energię niezbędną m.in. do wzrostu. Dlatego wirusy są pasożytami totalnie zależnymi od swoich gospodarzy, wykorzystującymi do tworzenia własnych kopii komórki żywicieli. Kiedy znajdują się poza nimi, trwają w całkowitej bezczynności (dlatego niektórzy klasyfikują je tylko jako skomplikowane cząsteczki chemiczne). Inny ważny fakt: jest ich na Ziemi ok. 100 mln razy więcej niż gwiazd w obserwowalnym Wszechświecie. To zaś oznacza, że na każdą komórkę bakteryjną wirusów przypada aż 10–20.

Ich pochodzenie pozostaje naukową zagadką. Jedna z teorii zakłada, że były kiedyś jednokomórkowymi organizmami, które „postanowiły” przestać troszczyć się m.in. o pokarm i przemianę materii, by w ten sposób odnieść sukces ewolucyjny, czyli skutecznie powielać swoje geny. Nauka zna przykłady takiego „cofania się w rozwoju”. Niektóre bakterie – np. chlamydie – potrafią rozmnażać się wyłącznie wewnątrz obcych komórek, korzystając z ich zasobów. Z kolei samce ryb głębinowych z rodziny matronicowatych wgryzają się w ciało samicy, stając się małą pasożytniczą naroślą pozbawioną wszystkiego, oprócz zredukowanego układu oddechowego i narządów płciowych.

Japońscy badacze odkryli właśnie niezwykły mikroorganizm, który wydaje się znajdować na podobnej drodze. Dokonali tego, badając bruzdnicę Citharistes regius, czyli przedstawicielkę jednokomórkowego planktonu żyjącego w oceanach na całym świecie. Okazało się, że wewnątrz jej komórek, obok własnego DNA, znajdował się tajemniczy niewielki kolisty genom. Zidentyfikowano go jako nieznanego mikroba, którego wstępnie nazwano Candidatus Sukunaarchaeum mirabile (na cześć Sukuna-biko-na, niewielkiego bóstwa z japońskiej mitologii).

Dalsze badania wykazały, że najprawdopodobniej jest on archeonem, czyli organizmem należącym do drobnych jednokomórkowców stanowiących jedną z trzech domen życia, obok bakterii i eukariontów (czyli m.in. zwierząt i roślin). Jego genom okazał się pozbawiony niemal wszystkich genów kluczowych dla samodzielnego życia. W rezultacie Sukunaarchaeum nie potrafi wytwarzać energii ani budować własnych „cegiełek” komórkowych, takich jak aminokwasy do tworzenia białek czy nukleotydy do syntezy DNA. Wszystko, co potrzebne do życia, musi kraść swojemu gospodarzowi. A to wskazuje na jego skrajnie pasożytniczy charakter.

Niezwykła strategia życiowa Sukunaarchaeum przypomina więc wirusową. Zamiast podtrzymywać złożone funkcje życiowe, maszyneria genetyczna – kodująca zaledwie 189 białek – jest niemal w całości poświęcona jednemu celowi: replikacji własnego genomu. Jednak, w przeciwieństwie do wirusów, nadal posiada własny, kompletny aparat potrzebny do replikacji, transkrypcji (procesu kopiowania informacji genetycznej z DNA na RNA) i translacji (syntezy białek na podstawie instrukcji z RNA), co nadal czyni go organizmem komórkowym. Aczkolwiek mogącym stać się wirusem, jeśli dalej redukowałby swoje DNA.

Co ciekawe, Sukunaarchaeum okazuje się nie być przypadkiem odosobnionym. Analiza publicznie dostępnych baz danych DNA z wód oceanicznych z całego świata ujawniła obecność wielu podobnych sekwencji materiału genetycznego. Możliwe więc, że naukowcy odkryli nie pojedynczy dziwny organizm, ale całą rozległą linię filogenetyczną archeonów. To zaś „rzuca wyzwanie granicom wytyczonym między życiem komórkowym a wirusami” – skomentowała na łamach „Science” dr Kate Adamala, biolożka syntetyczna z University of Minnesota Twin Cities.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.