Микроб, который не должен существовать: генетическая аномалия, меняющая правила эволюции

Мир микроорганизмов всё время преподносит сюрпризы. Недавно учёные обнаружили настолько миниатюрного обитателя, что его нельзя однозначно отнести ни к "живым" существам, ни к вирусам. Эта находка бросает вызов устоявшимся представлениям о том, что мы называем "жизнью". Об этом Lescienze.

Что за организм — на грани жизни

Микроорганизм, получивший рабочее название Sukunaarchaeum mirabile, был обнаружен внутри планктона. При анализе ДНК планктона выяснилось: среди прочих генетических последовательностей оказалась небольшая кольцевая хромосома — она не совпадала ни с одним известным науке типом организмов.

Геном Sukunaarchaeum содержит всего около 238 000 пар оснований — меньше, чем у многих вирусов. Но одновременно в нём обнаружены гены, кодирующие рибосомы, информационную и транспортную РНК, и вероятно — компоненты, отвечающие за формирование мембраны.

Такое сочетание делает Sukunaarchaeum чем-то средним между вирусом и клеткой: с одной стороны — упрощённый набор генов и зависимость от хозяина, с другой — способность к репликации и наличие рибосом.

Почему это открытие шокирует биологов

До сих пор в биологии под "живым" обычно понималась клетка, обладающая собственным метаболизмом, способностью к самостоятельному росту и обмену веществ. Новое существо стирает чёткую грань между "живым" и "неживым".

Исследователи подчёркивают, что Sukunaarchaeum, возможно, является самым близким к вирусу клеточным организмом из всех известных на сегодняшний день.

Хотя он способен к репликации собственной ДНК, сам по себе он не может генерировать энергию или поддерживать метаболизм — его существование полностью зависит от хозяина. Это заставляет переосмыслить, какие функции считать базовыми для жизни.

Что даёт геномное секвенирование и как развивается исследование

Открытие Sukunaarchaeum стало возможным благодаря современной технике геномного секвенирования, которая позволяет выявлять неизвестные формы жизни, даже если они не культивируются в лаборатории.

Это лишь начало: подобные находки могут привести к пересмотру критериев, по которым судят о жизни. Ведь до сих пор критерии определяли "жизнь" через метаболизм, самостоятельность, обмен веществ — но Sukunaarchaeum показывает, что эти признаки могут быть необязательны.

Сравнение: обычные микроорганизмы и "минимальные клетки" наподобие Sukunaarchaeum

Обычные бактерии и археи имеют полноценный набор генов для метаболизма, синтеза белков, репликации, обмена веществ. Они могут существовать самостоятельно при подходящих условиях.

"Минимальные" формы вроде Sukunaarchaeum лишены большинства метаболических путей, полагаясь на другие организмы для выживания. При этом они сохраняют лишь самые базовые функции — репликацию, синтез рибосом, хранят кольцевую хромосому, возможно, имеют мембрану.

Такое сравнение позволяет увидеть, насколько широк диапазон жизни — от полноценных бактерий до "приближённых к вирусам" организмов.

Популярные вопросы о "минимальной жизни" и новых формах организмов

Что делает "минимальную клетку" особенной?
Она имеет крайне упрощённый геном, зависима от хозяина, но сохраняет рибосомы и генетический аппарат для репликации. Это ставит её между клеткой и вирусом.

Можно ли считать её живой?
Если за жизнь считать способность к репликации и наличию генетической информации — да. Но если необходим метаболизм, обмен веществ и самостоятельность — нет.

Почему это важно для науки и поиска жизни вне Земли?
Потому что жизнь может существовать в самых неожиданно упрощённых формах. При этом современные методы секвенирования дают шанс обнаружить такие организмы через анализ ДНК, даже если они не растут на питательных средах.