Sukunaarchaeum mirabile: Какво представлява клетъчният живот?  

Изследователи са открили нов археон в симбиотична връзка в морска микробна система, който показва изключително намаляване на генома, притежавайки силно опростен геном от само 238 kbp и има изключителна функционална склонност към обработка на генетична информация. Неговият геном кодира предимно механизмите за репликация, транскрипция и транслация на ДНК. Липсват му почти всички метаболитни пътища, следователно показва пълна метаболитна зависимост от гостоприемника. Временно наречен Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, той е по същество клетъчна единица, запазваща само репликативното си ядро ​​и е еволюирал, за да се доближи до вирусен начин на съществуване. Тъй като Sukunaarchaeum mirabile се явява като връзка между клетъчните единици и вирусите, това откритие кара човек да се запита относно минималните изисквания за клетъчен живот.   

Динофлагелатите са група еукариотни едноклетъчни водорасли, носещи два различни флагели. Те са предимно морски планктон и са известни с това, че поддържат симбиотични микробни съобщества.  

В скорошно проучване, амплификацията на генома на единични клетки от бактерии, свързани с динофлагелата Citharistes regius, разкри наличието на силно необичайна кръгова последователност от 238 kbp с ниско съдържание на GC (гуанин-цитозин) от 28.9%. Установено е, че последователността представлява пълния геном на прокариот. По-нататъшен анализ разкри, че организмът, носещ този геном, е археон. Досега най-малкият известен пълен геном на археон е 490 kbp геномът на Nanoarchaeum equitans. Геномът на археона, открит в това проучване, е по-малък от половината на този размер, но въпреки това се установява, че е много пълен. По-нататъшно изследване потвърди, че той наистина представлява пълен геном на археон и е наречен Candidatus Sukunaarchaeum mirabile.

Новооткритият археон Ca. Sukunaarchaeum mirabile показва изключително намален геном, като има силно опростен геном от само 238 kbp (за сравнение, размерът на генома на типичните археи е около 0.5 до 5.8 Mbp, докато размерът на генома на вирусите варира между 2 kb и над 1 Mbp). Освен това е установено, че има изключителна функционална склонност към обработка на генетична информация. Той кодира предимно механизмите за репликация, транскрипция и транслация на ДНК. Липсват му почти всички метаболитни пътища, следователно показва пълна метаболитна зависимост от гостоприемника.

Ca. Sukunaarchaeum mirabile наподобява вирусите по това, че има минимален геном, предназначен за генетично самовъзпроизвеждане и абсолютна зависимост от гостоприемника, наложена от метаболитна редукция. За разлика от вирусите обаче, Sukunaarchaeum mirabile притежава собствен основен транскрипционен и транслационен апарат и рибозоми. Не му липсват гени за репликационна машина в ядрото и не е зависим от гостоприемника за това. Това е ключовата разлика между клетъчните образувания и вирусите. Sukunaarchaeum mirabile е по същество клетъчна единица, запазваща само репликативното си ядро, което е еволюирало, за да се доближи до вирусен начин на съществуване.

Тъй като Sukunaarchaeum mirabile се появява като връзка между клетъчните образувания и вирусите, това откритие кара човек да се запита за минималните изисквания на клетъчния живот.

*** 

Литература:  

1. Харада Р., и др 2025. Клетъчна единица, запазваща само репликативното си ядро: Скрита археална линия с ултраредуциран геном. Предпечат в bioRxiv. Подадено на 02 май 2025 г. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781  

*** 

Още по темата:  

• Клетките със синтетичен минималистичен геном претърпяват нормално клетъчно делене (5 април 2021) 

• Еукариоти: История на неговия археален произход (31 декември 2022) 

• Thiomargarita magnifica: Най-голямата бактерия, която предизвиква идеята за прокариотите (25 юни 2022) 

***