Mokslininkai išmoko dauginti mikrobus - „asgardus“

Mokslininkai išmoko dauginti mikrobus - „asgardus“
Mokslininkai išmoko dauginti mikrobus - „asgardus“
Anonim

Po 12 metų kruopštaus darbo mokslininkai pagaliau išmoko atgaminti vieną paslaptingiausių mikroorganizmų rūšių Žemėje.

Kai 2010 m. Mokslininkai išanalizavo iš Arkties vandenyno dugno paimtų biomedžiagų DNR, jie rado kažką nuostabaus. Buvo nustatyta, kad anksčiau nežinomam organizmui, priklausančiam archajai - neįprastų mikroorganizmų sričiai - yra požymių, siejančių jį su visiškai kitokiu domenu - eukariotais.

Mokslininkai pavadino savo radinį Lokiarchaeota Loki pilies hidroterminės angos, esančios netoli Grenlandijos, vardu. Beveik dešimt metų jie krapštė smegenis, ar jiems tikrai pavyko atrasti kažką unikalaus, ar tai tik biologinis „purvas“, iškreipiantis bendrą vaizdą. Tačiau dabar visos abejonės baigėsi: pirmą kartą istorijoje mokslininkams pavyko užauginti „Lokiarchaeota“laboratorinėmis sąlygomis.

Praktiškai tai reiškia, kad dabar mikrobiologai turi unikalią galimybę atlikti daugybę būtinų eksperimentų, kurie padės mums pažvelgti toli į praeitį ir rasti pačius pirmuosius gyvuosius, gyvenusius jaunoje Žemėje. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature“.

Gyvybės medis yra padalintas į tris pagrindines šakas. Vieną iš jų užima bakterijos - vienaląsčiai mikrobai, neturintys branduolio ir su membrana susietų organelių. Jie juda per banguotas struktūras, vadinamas flagella. Kita šaka yra eukariotai - organizmai, kurių ląstelėse yra branduolių ir membranų. Tai žmonės, gyvūnai, augalai ir dumbliai.

Ir tada yra archajos. Jie labai panašūs į bakterijas ta prasme, kad jiems trūksta branduolių ir su membrana susijusių organelių, be to, jie naudoja vėliavas. Tačiau yra keletas esminių skirtumų. Archajos skirstomos visiškai kitu principu. Jų ląstelių sienos pagamintos iš kitos medžiagos. Jų RNR visiškai skiriasi nuo bakterijų RNR. Visos šios savybės leidžia atskirti archejas į nepriklausomą šaką.

Tačiau „Lokiarchaeota“sugriauna šią sistemą, prisistatydama kaip archeos ir eukariotų hibridas. Ir ji ne viena: tyrinėtojai taip pat atrado šio nuostabaus mikrobo giminaičius, taip pat pavadintus Skandinavijos panteono dievų vardu: Thorarchaeota, Odinarchaeota ir Heimdallarchaeota. Kartu jie vadinami „Asgardijos archeanais“. Yra prielaida, kad jie gali būti visos eukariotinės gyvybės Žemėje šaltiniai. Mokslininkai mano, kad ji gimė, kai asgardė suvartojo bakteriją, taip sukurdama naujo tipo mikroorganizmus.

Įprastos bakterijos, įdėtos į maistinę terpę, vos per pusvalandį padvigubina jų skaičių. „Lokiarchaeota“užtruko visas 20 dienų. Nei substrato pakeitimas, nei daugybė kitų šalutinių priemonių negalėjo pagreitinti proceso. Jų kruopštaus darbo, užtrukusio 12 metų, rezultatas, mokslininkai garsiojo titano Prometėjo vardu pavadino Prometheoarchaeum syntrophicum.

Įdomu tai, kad Prometėjas dauginsis tik esant vienam ar dviem kitiems mikroorganizmams: archajai Methanogenium ir bakterijoms Halodesulfovibrio. Kai Prometheoarchaeum suskaido amino rūgštis į maistą, jis gamina vandenilį, kurį kiti mikrobai mielai sugeria. Jei to neįvyks, vandenilio perteklius terpėje lėtina jau ne patį greičiausią augimą. Dėl to bakterijos tampa tikrais simbiontais, o simbiozės tipas šiuo atveju yra sintetinis: vienos rūšies augimas ir dauginimasis priklauso nuo to, ką valgo kita.

Be to, archeano mėgintuvėlis atskleidė ilgus čiuptuvus, kurių viduje simbiontiniai mikrobai rado prieglobstį. Mokslininkai pasiūlė, kad kai deguonies koncentracija Žemėje pradėjo didėti, šis organizmas įsitraukė į simbiozę su bakterijomis, kurios aktyviai naudoja deguonį, taigi abiejų išgyvenimo tikimybė smarkiai padidėjo.

Rekomenduojamas: