Descoperirea ce schimbă tot ce știam despre originea vieții.Cine sunt strămoșii noștri? Posibil un grup special de organisme unicelulare care au un citoschelet similar cu cel al organismelor complexe precum animalele și plantele. Acest lucru a fost demonstrat de cercetători într-un nou studiu.
Descoperirea ce schimbă tot ce știam despre originea vieții. Organismul care a fost strămoșul omului
În urmă cu zece ani, nimeni nu știa că acestea există: archaea Asgard. Însă, în 2015, cercetătorii norvegieni au găsit fragmente de material genetic în sedimentele din adâncurile mării care indicau o formă nouă și necunoscută până atunci de protozoare.
Folosind aceste fragmente, cercetătorii au asamblat întregul genom pe un computer, ca pe un puzzle. Abia atunci și-au dat seama că aveau de-a face cu un grup de archaea necunoscut până atunci, conform nachrichten.idw-online.de.
Ca și bacteriile, archaea sunt organisme unicelulare. Cu toate acestea, ele diferă semnificativ de acestea din punct de vedere genetic, în ceea ce privește peretele lor celular și metabolismul lor.
Prin cercetări suplimentare, microbiologii au găsit apoi organismele corespunzătoare, le-au descris și le-au clasificat în propriul lor subgrup de archaea: archaea Asgard.
Citește și: Descoperire uriașă: Ce sunt șoarecii umanizați? Ne vor ajuta să trăim veșnic și să învingem cancerul
Ea a fost numită astfel după „tărâmul zeilor” din mitologia scandinavă, deoarece primul loc în care au fost găsite a fost lângă un loc botezat „Castelul lui Loki” - Loki fiind unul dintre zeii importanți ai aceleiași mitologii nordice - situat pe o creastă din mijlocul Atlanticului, între Norvegia și Spitsbergen.
Pentru cercetători, arhaea Asgard a fost într-adevăr un fel de mană cerească: s-a dovedit a fi „veriga lipsă” între arhaea și eucariote, adică organismele ale căror celule au nucleu și care includ, de asemenea, plantele și animalele.
În ultimii ani, oamenii de știință au găsit din ce în ce mai multe dovezi că arhaea Asgard și eucariotele trebuie să fie strâns legate - și că cele din urmă ar fi putut evolua din primele.
Originea vieții și strămoșii omului sunt subiecte care i-au fascinat mereu pe oamenii de știință - Foto: Freepik (imagine cu rol ilustrativ)
Clasificarea tuturor organismelor vii în cele trei domenii: bacterii, arhaea și eucariote nu a rezistat în fața acestei descoperiri surprinzătoare.
Între timp, unii cercetători propun ca eucariotele să fie considerate ca un grup în cadrul arheei Asgard. Acest lucru ar reduce numărul de domenii ale vieții de la trei la două: Archaea, inclusiv eucariotele, și bacteriile.
Originea vieții, explicată printr-un organism unicelular
Martin Pilhofer, profesor la ETH Zurich, și echipa sa sunt, de asemenea, fascinați de archaea Asgard și studiază acești microbi misterioși de mai mulți ani.
Într-o publicație din revista științifică externe SeiteNature de acum doi ani, cercetătorii de la ETH au fost primii care au examinat detaliile structurii și arhitecturii celulare ale Lokiarchaeum ossiferum, un arheon Asgard pe care cercetătorii din grupul de lucru al Christa Schleper de la Universitatea din Viena îl izolaseră din sedimentele unui canal de apă sărată din Slovenia.
Atunci, Pilhofer și postdoctoranzii săi Jingwei Xu și Florian Wollweber au arătat că Lokiarchaeum ossiferum are unele structuri care sunt tipice și eucariotelor.
Citește și: Femeia ce a trăit 116 ani dormea 2 zile încontinuu. S-a dus prima oară la doctor la 90 ani. Ce mânca
„Am găsit o proteină de actină în această specie care arată foarte asemănător cu cea a eucariotelor - și care se găsește în aproape toate arhaele Asgard cunoscute până în prezent”, spune Pilhofer.
Datorită unei combinații de diferite metode de microscopie, ei au reușit să demonstreze în primul studiu că această proteină, cunoscută sub numele de loci-actină, formează tije de schelă asemănătoare firelor. Acestea sunt comune în numeroasele brațe celulare de tip tentaculă ale microbilor.
„Ele formează, prin urmare, scheletul arhitecturii celulare complexe a arhaei Asgard”, adaugă Florian Wollweber.
În plus față de filamentele de actină, eucariotele au și microtubuli. Aceste structuri tubulare sunt a doua componentă importantă a citoscheletului și sunt formate din numeroase proteine tubuline.
Acești mini-tubuli sunt importanți pentru transportul în interiorul celulei sau pentru diviziunea cromozomilor în timpul diviziunii celulare.
Originea microtubulelor a fost neclară anterior. Într-un studiu publicat recent în revista științifică externă SeiteCell, cercetătorii ETH au găsit acum structuri înrudite în archaea Asgard și au elucidat structura acestora.
Aceste experimente arată că variantele Asgard formează microtubuli foarte asemănători, dar mai mici decât rudele lor eucariote
Cu toate acestea, doar câteva celule lociarchaeum formează aceste microtubule. Spre deosebire de actină, proteinele tubulină se găsesc, de asemenea, doar la foarte puțini reprezentanți ai arhaei Asgard.
Oamenii de știință nu știu încă de ce tubulinele se găsesc doar rareori în arhaea loci și de ce celulele au nevoie de ele. În eucariote, filamentele de tubulină sunt responsabile de transportul în interiorul celulei.
În unele cazuri, există și proteine motorii care se „deplasează de-a lungul” acestora. Cercetătorii ETH nu au observat încă astfel de proteine motorii în arhaea Asgard.
„Cu toate acestea, am arătat că tubulii, care sunt compuși din tubuline, cresc la un capăt. Prin urmare, presupunem că acestea îndeplinesc funcții de transport similare microtubulelor din eucariote”, spune Jingwei Xu, al doilea autor principal al studiului Cell.
El a produs tubulinele în culturi celulare folosind celule de insectă și le-a analizat structura.
Citește și: Secretul longevității la 104 ani. Cum a ajuns o femeie să poată bea vin și să se plimbe cu bicicleta
Cercetători din domeniile microbiologiei, biochimiei, biologiei celulare și biologiei structurale au colaborat îndeaproape la realizarea studiului.
În ciuda întrebărilor fără răspuns, pentru cercetători este clar că citoscheletul a fost important pentru pasul evolutiv către eucariote. Un pas care, posibil, a apărut astfel: în preistorie, un arheon Asgard și-a înfășurat apendicitele în jurul unei bacterii.
În cursul evoluției, această bacterie s-a transformat în mitocondrie, care servește drept centrală electrică pentru celulele moderne. În timp, s-au dezvoltat nucleul și alte compartimente celulare - a apărut celula eucariotă.
