Rannsókn leiðir í ljós að risaveirur hjálpuðu til við að byggja upp fyrstu flóknu frumurnar

Í áratugi hefur sagan um hvernig flókið líf varð til á jörðinni verið sögð sem samstarf tveggja örvera: fornbakteríu (archaeon) sem þjónaði sem hýsill og bakteríu sem varð að hvatbera. Rannsókn sem birt var á miðvikudaginn í Nature kollvarpar þeirri frásögn og kemst að því að forfaðir allra dýra, plantna, sveppa og frumdýra sótti erfðamengi sitt í breiðari hóp leikenda — þar á meðal fleiri bakteríuhópa og risaveirur.irbbarcelona+2

Fjölmennt svið

Rannsóknin, sem leidd var af Dr. Toni Gabaldón hjá IRB Barcelona og Barcelona Supercomputing Center, notaði MareNostrum-ofurtölvuna í meira en fimm ár til að endurgera próteinmengi síðasta sameiginlega forföður heilkjörnunga, þekktur sem LECA. Með því að rekja þróunarsögu þúsunda genafjölskyldna í lifandi heilkjörnungum, greindi teymið framlög frá bakteríulínum sem voru utan við forföður hvatberanna.eurekalert+1

Tveir bakteríuhópar skildu eftir sig sérstaklega sterk spor: Myxococcota, sem gætu hafa stuðlað að genum tengdum fituefnaskiptum, og Planctomycetota, sem virðist tengjast þróun innri frumuhólfa — sem er einkenni heilkjörnungafrumna. Greiningarnar benda til þess að þessi framlög hafi borist á mismunandi tímum. Planctomycetota táknar eldra merki, á meðan Myxococcota og forfaðir hvatberanna virðast vera nær hvor öðrum á tímalínunni.irbbarcelona+1

„Í langan tíma höfum við útskýrt uppruna flókinna frumna sem sögu með tveimur aðalpersónum: fornbakteríu og bakteríunni sem gaf af sér hvatberann,“ sagði Gabaldón í yfirlýsingu. „Rannsókn okkar bendir til þess að þessi frásögn sé ófullkomin og að það hafi verið fleiri leikendur á sviðinu, þar á meðal aðrir bakteríuhópar og risaveirur sem gætu hafa auðveldað genaskipti.“larazon

Risaveirurnar koma til sögunnar

Meðal óvæntustu niðurstaðna rannsóknarinnar er þátttaka Nucleocytoviricota, hóps risaveira. Höfundarnir leggja til að þessar veirur, frekar en að vera einfaldlega sníklar, hafi virkað sem farartæki fyrir DNA-flutning milli örvera sem lifðu saman í sama umhverfi — og hjálpað til við að móta erfðamengi forföður heilkjörnunga.irbbarcelona+2

Rannsóknin dregur ekki úr lykilhlutverki hvatberans í þróun heilkjörnunga. Í staðinn endurmótar hún uppruna flókinna frumna sem lengra og stigvaxandi ferli sem fól í sér örverusamfélag frekar en einn afgerandi sameiningarviðburð. LECA, benda vísindamennirnir á, hafi líklega orðið til í örveruþéttu umhverfi þar sem samlífi og genaflutningur voru daglegt brauð.larazon+1

Hvers vegna þetta skiptir máli

Spurningin um hvernig flækjustig heilkjörnunga kom til er enn eitt af mest umdeildu vandamálunum í líffræði. Nýju niðurstöðurnar bjóða upp á ramma þar sem stökkið frá einföldum frumum yfir í flóknar var ekki einn einstakur atburður, heldur víðtækt samstarf — sem þróaðist yfir milljónir ára og fól í sér lífverur úr öllum greinum lífsins, og víðar.nature+1