Nie wirus, ale… jak wirus. Żyje tylko po to, żeby się replikować, kradnie wszystko, czego potrzebuje
Wszystko zaczęło się od rutynowego badania. Naukowcy z Uniwersytetu w Tsukubie w Japonii postanowili zsekwencjonować materiał genetyczny pozyskany od jednokomórkowego glona Citharistes regius. Wiadomo było, że ten drobny dinoflagellat, występujący w oceanach na całym świecie, współdzieli swoje wnętrze z innymi mikrobami – m.in. z sinicami, czyli bakteriami zdolnymi do fotosyntezy.
Czytaj także: Skąd te sinice w Bałtyku?
Ekstremalny minimalizm
Ale tym razem natrafiono na coś więcej – małą, zapętloną i wyjątkowo krótką cząsteczkę DNA. Zbudowana z niespełna 240 tys. par zasad stanowiła zaledwie 5 proc. genomu bardzo dobrze poznanej pałeczki okrężnicy (Escherichia coli). Początkowo podejrzewano, że to błąd, techniczny artefakt. Jednak kolejne analizy potwierdziły, że to genom nieznanego dotąd nauce organizmu – i to bardzo osobliwego.
Nowo odkryty mikroorganizm nazwano Sukunaarchaeum mirabile, od imienia japońskiego demona Sukuna, by oddać jego dziwaczną, pasożytniczą naturę. Z kolei epitet gatunkowy „mirabile”, który po łacinie oznacza „cudowny”, „niesamowity”, „zadziwiający”, ma oddawać wyjątkowość jego trybu życia. Wiadomo, że należy do archeonów – grupy organizmów uznawanej za jedną z najstarszych gałęzi drzewa życia i potencjalnych ewolucyjnych przodków komórek roślin i zwierząt.
Czytaj także: Zstąpmy do głębi! I zmieńmy myślenie. Czyli co żyje na dnie oceanów i pod ziemią
Nie wirus, ale… jak wirus
Sukunaarchaeum jest jednak radykalnie różny od wszystkich wcześniej poznanych przedstawicieli tej grupy. Jego genom koduje zaledwie 189 białek – skrajnie mało, nawet według mikrobiologicznych standardów. Co więcej, niemal wszystkie te białka służą tylko jednemu celowi: replikacji jego DNA. Skopiowane geny kodują te same białka, które dalej powielają materiał genetyczny archeona – i tak w kółko.
Organizm ten nie posiada własnych szlaków metabolicznych. Nie potrafi samodzielnie wytwarzać aminokwasów, lipidów ani nukleotydów – czyli podstawowych cegiełek potrzebnych do życia. Kradnie wszystko, czego potrzebuje, od swojego gospodarza. W zamian nie daje mu nic. A w każdym razie nic o tym póki co nie wiadomo.
Styl życia sukunaarchaeum przywodzi na myśl wirusy. Jednak w przeciwieństwie do nich nie przejmuje całkowicie kontroli nad maszynerią komórki. Samodzielnie kopiuje swoje DNA, transkrybuje geny na RNA i syntetyzuje białka – co formalnie czyni go organizmem żywym. Ale podobnie jak wirusy całkowicie polega na zasobach gospodarza. Żyje tylko po to, by się powielać. To ekstremalna forma pasożytnictwa, sprowadzająca życie do jego absolutnego minimum.
Ewolucyjny pomost?
Czy sukunaarchaeum to organizm na drodze do stania się wirusem? A może jest dowodem na to, że to właśnie wirusy wyewoluowały z takich pasożytniczych archeonów? Odpowiedzi na te pytania mogą rzucić nowe światło na początki życia na Ziemi.
Większość kluczowych etapów ewolucji – takich jak powstanie komórek jądrowych czy pierwszych organizmów wielokomórkowych – nie pozostawiła po sobie żadnych skamieniałości. Dlatego naukowcy muszą polegać na analizach genomów, rekonstrukcjach biochemicznych w laboratoriach albo… liczyć na łut szczęścia. Być może właśnie sukunaarchaeum stanowi żywy wgląd w jedną z zapomnianych ścieżek ewolucji.
Co więcej, wygląda na to, że nie jest to jednostkowy przypadek, wybryk natury, kuriozum. Analizy publicznych baz danych DNA ujawniły, że bliscy kuzyni tego organizmu mogą być rozsiani po całym świecie – od wód Arktyki po tropiki. Oznacza to, że mamy do czynienia z całą nową gałęzią drzewa życia, dotąd nieznaną, z własną historią i potencjalnie szeregiem jeszcze bardziej zadziwiających przedstawicieli.
Czytaj także: Zdumiewające IQ pierwotniaków
Odkrycie sukunaarchaeum po raz kolejny przypomina, że znamy zaledwie ułamek istniejącej różnorodności życia. I że gdzieś tam – w kropli wody, w kawałku błota, w cytoplazmie innego mikroba – mogą kryć się odpowiedzi na najbardziej fundamentalne pytania o początki życia na naszej planecie.