კვლევამ აჩვენა, რომ გიგანტურმა ვირუსებმა პირველი რთული უჯრედების ჩამოყალიბებაში მიიღეს მონაწილეობა

ათწლეულების განმავლობაში, დედამიწაზე რთული სიცოცხლის წარმოშობის ისტორია განიხილებოდა, როგორც ორი მიკროორგანიზმის პარტნიორობა: არქეა, რომელიც მასპინძლის როლს ასრულებდა და ბაქტერია, რომელიც მიტოქონდრიად იქცა. Nature-ში ოთხშაბათს გამოქვეყნებული კვლევა ამ ნარატივს ცვლის და ადგენს, რომ ყველა ცხოველის, მცენარის, სოკოსა და პროტისტის წინაპარმა თავისი გენომი პერსონაჟთა უფრო ფართო წრისგან მიიღო, მათ შორის დამატებითი ბაქტერიული ჯგუფებისა და გიგანტური ვირუსებისგან.irbbarcelona+2

გადატვირთული სცენა

კვლევამ, რომელსაც ხელმძღვანელობდა დოქტორი ტონი გაბალდონი IRB Barcelona-დან და ბარსელონას სუპერკომპიუტერული ცენტრიდან, გამოიყენა MareNostrum-ის სუპერკომპიუტერი ხუთ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, რათა აღედგინა უკანასკნელი ეუკარიოტული საერთო წინაპრის, ცნობილი როგორც LECA, პროტეომი. ცოცხალ ეუკარიოტებში ათასობით გენური ოჯახის ევოლუციური ისტორიის კვალდაკვალ, გუნდმა გამოავლინა ბაქტერიული ხაზების წვლილი, რომლებიც სცილდება მიტოქონდრიულ წინაპარს.eurekalert+1

ორმა ბაქტერიულმა ჯგუფმა განსაკუთრებით ძლიერი კვალი დატოვა: Myxococcota-მ, რომელმაც შესაძლოა წვლილი შეიტანა ლიპიდების მეტაბოლიზმთან დაკავშირებულ გენებში, და Planctomycetota-მ, რომელიც, როგორც ჩანს, დაკავშირებულია შიდა უჯრედული კომპარტმენტების განვითარებასთან – რაც ეუკარიოტული უჯრედების დამახასიათებელი ნიშანია. ანალიზები მიუთითებს, რომ ეს წვლილი სხვადასხვა დროს შევიდა. Planctomycetota წარმოადგენს უფრო ძველ სიგნალს, ხოლო Myxococcota და მიტოქონდრიული წინაპარი ქრონოლოგიურად უფრო ახლოს არიან ერთმანეთთან.irbbarcelona+1

„დიდი ხნის განმავლობაში ჩვენ რთული უჯრედების წარმოშობას ვხსნიდით, როგორც ისტორიას ორი მთავარი გმირის მონაწილეობით: არქეა და ბაქტერია, რომელმაც წარმოშვა მიტოქონდრია“, – განაცხადა გაბალდონმა. „ჩვენი კვლევა მიუთითებს, რომ ეს ნარატივი არასრულია და სცენაზე მეტი მონაწილე იყო, მათ შორის სხვა ბაქტერიული ჯგუფები და გიგანტური ვირუსები, რომლებსაც შეეძლოთ გენეტიკური გაცვლის ხელშეწყობა“.larazon

გიგანტური ვირუსების შემოსვლა

კვლევის ერთ-ერთი ყველაზე მოულოდნელი აღმოჩენა არის Nucleocytoviricota-ს, გიგანტური ვირუსების ჯგუფის ჩართულობა. ავტორები ვარაუდობენ, რომ ეს ვირუსები, ნაცვლად იმისა, რომ უბრალოდ პარაზიტები ყოფილიყვნენ, მოქმედებდნენ როგორც დნმ-ის გადამტანი საშუალებები მიკროორგანიზმებს შორის, რომლებიც ერთსა და იმავე გარემოში თანაარსებობდნენ – რაც დაეხმარა წინაპარი ეუკარიოტული გენომის ჩამოყალიბებას.irbbarcelona+2

კვლევა არ აკნინებს მიტოქონდრიის ცენტრალურ როლს ეუკარიოტულ ევოლუციაში. ამის ნაცვლად, ის რთული უჯრედების წარმოშობას წარმოაჩენს, როგორც უფრო ხანგრძლივ და თანდათანობით პროცესს, რომელიც მოიცავდა მიკრობულ საზოგადოებას და არა ერთ გადამწყვეტ შერწყმას. მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ LECA სავარაუდოდ წარმოიქმნა მიკრობებით მჭიდროდ დასახლებულ გარემოში, სადაც სიმბიოზი და გენების გადატანა რუტინული იყო.larazon+1

რატომ არის ეს მნიშვნელოვანი

კითხვა იმის შესახებ, თუ როგორ გაჩნდა ეუკარიოტული სირთულე, რჩება ბიოლოგიის ერთ-ერთ ყველაზე განხილვად პრობლემად. ახალი აღმოჩენები გვთავაზობს ჩარჩოს, რომელშიც მარტივიდან რთულ უჯრედებზე გადასვლა არ იყო ერთჯერადი მოვლენა, არამედ ხანგრძლივი თანამშრომლობა – რომელიც მილიონობით წლის განმავლობაში მიმდინარეობდა და მოიცავდა ორგანიზმებს სიცოცხლის ხის მთელი მასშტაბით და მის ფარგლებს გარეთაც.nature+1