В 2010 году ученые провели ДНК-анализ осадочных пород, взятых со океанского дна Арктики. Там они нашли ранее неизвестный организм, принадлежащий домену археев, но при этом обладающий геномными характеристиками домена эукариотов. Находку назвали локиархеотами (Lokiarchaeota) в честь гидротермальных источников “Замок Локи” недалеко от Гренландии, где собирали образцы. И все же ученые ...
В 2010 году ученые провели ДНК-анализ осадочных пород, взятых со океанского дна Арктики. Там они нашли ранее неизвестный организм, принадлежащий домену археев, но при этом обладающий геномными характеристиками домена эукариотов.
Находку назвали локиархеотами (Lokiarchaeota) в честь гидротермальных источников “Замок Локи” недалеко от Гренландии, где собирали образцы. И все же ученые сомневались в находке: что, если образец был загрязнен чем-то еще?
Но вот, благодаря работе японских ученых, можно больше не сомневаться в подлинности находки. Исследователи из Японии смогли изолировать локиархеотов и вырастить их в лаборатории.
То есть впервые ученые получили шанс вблизи изучить и повзаимодействовать с живыми локаархеотами. Возможно, мы нашли наших самых ранних предков!
Исследование, опубликованное в прошлом году, наконец-то было отрецензировано и принято к публикации в журнале Nature.
Древо жизни в самой своей базе разделено на три домена: бактерий, эукариотов и археев. Бактерии — это одноклеточные микробы, у которых нет мембран или мембранных органелл, а передвигаются они с помощью ресничек. Эукариоты имеют ядро и мембраны; в этот домен входим и мы с вами, и растения, и водоросли.
А вот археи похожи во многом на бактерии, у них тоже нет ядра и мембранных ораганел и есть реснички, но все же отличаются. У стенок клеток археев немного другой состав, да и РНК их отделяет в другую ветвь филогенетического дерева.
И вот нам встретились локиархеоты, а с ними и другие образцы археев с характеристиками эукариотов — торархеоты (Thorarchaeota), одинархеоты (Odinarchaeota) и хеймдалльархеоты (Heimdallarchaeota).
Вместе их назвали асгардскими археями (Asgard archaea). Некоторые ученые даже считают, что с асгардских археев началась эукариотическая жизнь — возможно, это произошло, когда один асгардский архей проглотил бактерию.
Но сложно что-либо понять без изолированного изучения этих бактерий. В этом то и помогли японские ученые. В 2006 году они собрали образец осадочного керна со дна Нанкайского желоба (Nankai Trough) в 2533 метрах под поверхностью. Тогда еще никто не знал об асгардских археях.
В течение пяти лет они методично культивировали свои образцы в биорекаторной системе с непрерывном потоком метана, симулирующей условия у глубоководных метановых источников. Медленно, но верно количество микробов увеличивалось.
Затем микробов пересадили из биореактора в стеклянные трубочки с питательными веществами. Там они провели еще год. Вот так ученые получили небольшую популяцию локиархеотов.
У современых бактерий на удваивание своего количество обычно уходит полчаса. У локиархеотов на это уходило 20 дней.
В общем и целом эксперимент длился 12 лет! Полученный локиархеот ученые назвали Prometheoarchaeum syntrophicum в честь Прометея, древнегреческого мифологического титана, который из глины вылепил людей.
Любопытно, что P. syntrophicum рос исключительно в присутствии одного или двух микробов — архея Methanogenium и бактерии Halodesulfovibrio. А в процессе превращения аминокислот в еду он выделял водород, которым питались другие микробы. Если водород не поглощался соседями, Prometheoarchaeum замедлял свой рост.
Еще одной уникальной особенностью Prometheoarchaeum была форма его тела — длинные отростки, между которыми и ютились микробы-симбионты.
Ученые предположили, что когда на Земле увеличилось содержание кислорода, эти организмы переключились на общение с микробами, использовавшими кислород.
Секвенирование ДНК выявило эукариотические характеристики, свойственные другим асгардским археям.
Конечно, потребуются дополнительные исследования. Возможно, полученные археи Локи Prometheoarchaeum сильно отличаются от археев, живших миллиарды лет назад.
Но исследование может потенциально привести к переписыванию первой главы всех учебников биологии.