Внутри клетки нашли нечто настолько странное, что это ставит под сомнение само определение жизни
- Ученые обнаружили микроорганизм Sukunaarchaeum mirabile, который демонстрирует черты, нетипичные для клеток.
- По некоторым характеристикам этот микроб больше похож на вирус, стирающий грань между живым и неживым.
Недавно ученые обнаружили микроорганизм, который обитает внутри крошечного планктона и демонстрирует черты, нетипичные для клеток. Эта находка, временно названная Sukunaarchaeum mirabile, настолько необычна, что заставляет переосмыслить устоявшиеся взгляды на определение жизни, стирая границу между живым и неживым.
Ни клетка, ни вирус
Исследователи, среди которых ученый-генетик Рё Харада из Университета Далхаузи, наткнулись на этого странного паразита, когда проводили каталогизацию ДНК планктона вида Citharistes regius и его симбиотических бактерий. Обнаруженная крошечная петля ДНК указывала на присутствие еще одной формы жизни, которая не вписывалась в существующие категории, сообщает 24 Канал со ссылкой на bioRxiv. Это исследование еще не прошло рецензирование независимыми учеными.
Смотрите также В глубинах океана нашли сотни гигантских вирусов, которых наука раньше не видела
Sukunaarchaeum mirabile обладает чрезвычайно упрощенным геномом, содержащим лишь 238 000 пар оснований ДНК. Этот уровень упрощения является впечатляющим, ведь некоторые вирусы могут иметь геномы до 735 000 или даже 2,5 миллиона пар оснований. По словам ученых, стратегия существования Sukunaarchaeum больше всего среди всех живых организмов приближается к тому, как это делают вирусы.
Вирусы – живые или неживые
Стоит отметить, что наука до сих пор не пришла к одному общему мнению относительно того, являются ли вирусы живыми, или неживыми. Большинство современных биологов склоняются к мнению, что вирусы не являются живыми. Они не имеют клеточного строения, которое считается основным признаком жизни, не обладают собственным обменом веществ и не способны самостоятельно размножаться без клетки-хозяина. Вирусы не могут поддерживать гомеостаз, не растут и не реагируют на раздражители способом, характерным для живых организмов. Вне клетки они существуют в форме вирионов - инертных частиц, которые нельзя описать даже химической формулой, что подчеркивает их неживую природу в этом состоянии.
С другой стороны, есть аргументы в пользу того, что вирусы можно считать живыми, особенно если рассматривать их поведение внутри клетки-хозяина. Вирусы имеют генетический материал (ДНК или РНК), способны к самовоспроизведению (хотя и с помощью клетки-хозяина), эволюционируют путем естественного отбора и наследуют мутации. Некоторые ученые отмечают, что вирусы являются независимыми генетическими системами с собственной эволюцией, которая частично не зависит от эволюции их хозяев. Открытие мимивирусов, которые имеют значительный генетический материал, сравнимый с бактериями, и общие белковые цепи с клеточными организмами, также добавляет веса гипотезе о том, что они живые.
Некоторые исследователи вообще предлагают рассматривать вирусы как организмы "на грани живого", которые являются живыми внутри клетки, но неживыми вне ее. Они сравнивают вирионы со спорами бактерий или семенами растений, которые также являются метаболически неактивными в состоянии покоя.
Сходство и различия с вирусами
Подобно вирусам, Sukunaarchaeum делегирует большинство своих биологических функций, включая метаболизм, организму-хозяину. Его геном почти полностью лишен каких-либо метаболических путей, вместо этого он преимущественно кодирует механизмы для собственного репликативного ядра. Это свидетельствует о беспрецедентном уровне метаболической зависимости от хозяина, что стирает функциональные различия между минимальной клеточной жизнью и вирусами.
Однако в отличие от вирусов, Sukunaarchaeum все еще имеет гены для создания собственных белков репликации ДНК, таких как рибосомы, матричные РНК и транспортные РНК. Вирусы, наоборот, обычно перехватывают репликационные механизмы своих хозяев. Кроме того, Sukunaarchaeum производит белки, которые, вероятно, задействованы в формировании мембраны для удержания своей крошечной круговой ДНК, что может способствовать его взаимодействию с планктонным хозяином.
Внутри этого планктона находится крошечный микроб, который действует скорее как вирус, чем как клетка / Фото Такуро Накаяма/Университет Цукубы
Ученые усомнились в самом определении жизни
Общие гены указывают на то, что Sukunaarchaeum относится к архей – домену жизни, от которого эволюционировала наша группа, эукариотов. Его круговая хромосома напоминает генетический материал бактерий и архей. Однако поскольку Sukunaarchaeum не имеет генов для метаболизма, он, похоже, не предлагает ничего взамен за биологические функции, которые он использует от планктона. Вирусы обычно не считаются живыми, частично из-за их неспособности к самостоятельной репликации или поддержанию жизнедеятельности без ресурсов, предоставленных хозяином. Sukunaarchaeum может реплицироваться, но не может поддерживать собственную жизнедеятельность, что делает границу между жизнью и "нежизнью" очень более зыбкой.