کشف میکروبی با ژنوم منحصر به فرد که مفهوم حیات را زیر سوال می‌برد

کد خبر: ۹۴۳۸۶۵

تاریخ انتشار: ۰۰ : ۱۶ – ۲۵ مهر ۱۴۰۵

خواندنی ها >> خواندنی ها

کشف میکروبی با ژنوم تقریباً بی‌سابقه که تعریف حیات را به چالش می‌کشد

دانشمندان به‌طور تصادفی میکروبی دریایی با ژنومی بسیار کوتاه کشف کرده‌اند که تقریباً تمام ژن‌های ضروری برای تولید انرژی را از دست داده است. به گزارش انتخاب، زومیت: این میکروب دریایی دارای ژنومی به اندازه ۲۳۸هزار جفت‌باز دی‌ان‌ای است. این موجود که به گروه باستانیان تعلق دارد، بسیاری از ژن‌های لازم برای تولید انرژی و حفظ فعالیت‌های حیاتی را از دست داده و به احتمال زیاد برای زنده‌ماندن به میزبان خود وابسته است.

پژوهشگران در حین بررسی پلانکتون‌های تک‌سلولی از گونه‌ی سیتاریستس رگیوس (Citharistes regius) در آب‌های ساحلی ژاپن، به‌طور تصادفی با این میکروب جدید مواجه شدند. آن‌ها در ابتدا قصد داشتند مواد ژنتیکی سیانوباکتری‌هایی را که با این پلانکتون همزیستی دارند، بررسی کنند، اما در میان داده‌های ژنتیکی به‌دست‌آمده، حلقه‌ای کوچک و ناشناخته از دی‌ان‌ای پیدا کردند. ژنوم میکروب جدید که سوکونا آرکیئوم میرابیله (Sukunaarchaeum mirabile) نامیده شده، تنها ۲۳۸هزار جفت‌باز دارد. تاکنون موجود باستانی دیگری با این اندازه ژنوم پیدا نشده است و حتی برخی ویروس‌ها نیز مواد ژنتیکی بیشتری دارند.

باستانیان گروهی از موجودات تک‌سلولی هستند که مانند باکتری‌ها هسته‌ی محصور در غشا ندارند، اما از نظر تکاملی با آن‌ها متفاوت‌اند. سوکونا آرکیئوم میرابیله به این گروه تعلق دارد، اما ژنوم بسیار کوچک و ویژگی‌های غیرمعمولش آن را از نمونه‌های شناخته‌شده متمایز می‌کند. یکی از احتمال‌های مطرح‌شده این است که سوکونا آرکیئوم میرابیله برای ادامه‌ی حیات به موجود دیگری وابسته باشد و از منابع آن استفاده کند. پژوهشگران هنوز این میکروب را زیر میکروسکوپ مطالعه نکرده‌اند و اطلاعات فعلی درباره‌ی آن عمدتاً از بررسی ژنومش به دست آمده است.

حدود یک‌چهارم ژنوم میکروب مورد بحث به تولید پروتئین‌های بزرگ غشایی اختصاص دارد. پژوهشگران پروتئین‌های مشابهی را در تنها باستانی انگلی شناخته‌شده‌ی دیگر نیز مشاهده کرده‌اند که احتمال دارد در نفوذ به سلول میزبان نقش داشته باشند. بر همین اساس، پژوهشگران احتمال می‌دهند سوکونا آرکیئوم نیز انگل باشد. در صورت تأیید این فرضیه، این موجود دومین باستانی انگلی شناخته‌شده خواهد بود. البته هنوز مشخص نیست این میکروب دقیقاً چگونه با میزبان خود تعامل می‌کند. وابستگی آن ممکن است به نوعی رابطه‌ی انگلی مربوط باشد، اما برای تعیین شیوه‌ی زندگی‌اش به بررسی‌های بیشتری نیاز است.

دانشمندان احتمال می‌دهند سوکونا آرکیئوم میرابیله برای بقا به موجودی دیگر وابسته باشد؛ بااین‌حال، هنوز میزبان آن و شیوه زندگی‌اش مشخص نیست. موجودات زنده برای ادامه‌ی حیات به مجموعه‌ای از فعالیت‌های زیستی، ازجمله تولید انرژی، ساخت پروتئین و تکثیر نیاز دارند. بااین‌حال، میزان استقلال آن‌ها می‌تواند متفاوت باشد. برخی باکتری‌ها در طول تکامل چنان به میزبان خود وابسته شده‌اند که بسیاری از ژن‌هایشان را از دست داده‌اند. وابستگی یک موجود به موجودی دیگر برای بقا، در تکامل موجودات پیچیده‌تر نیز نقش داشته است. برای مثال، براساس نظریه‌ی پذیرفته‌شده‌ی همزیستی درون‌سلولی، میتوکندری‌ها از باکتری‌هایی منشأ گرفته‌اند که وارد سلول‌های یوکاریوتی اجدادی شدند. آن‌ها اکنون بخشی از سلول‌های ما هستند، اما همچنان دی‌ان‌ای خود را دارند.

تورستن آلرز، زیست‌شناس مولکولی دانشگاه ناتینگهام، می‌گوید توانایی تکثیر و حفظ اطلاعات ژنتیکی از معیارهای مهم برای بررسی مرز میان حیات و بی‌حیاتی است. به گفته‌ی او، این کشف نشان می‌دهد سلول زنده تا چه اندازه می‌تواند ساده شود و همچنان سازوکارهای لازم برای تکثیر خود را حفظ کند. هنوز نمی‌توان با قطعیت گفت سوکونا آرکیئوم تا چه اندازه مستقل است یا دقیقاً چگونه زنده می‌ماند. بررسی‌های آینده باید مشخص کنند این موجود چگونه تکثیر می‌شود، چه ارتباطی با میزبانش دارد و آیا واقعاً می‌توان آن را یک سلول مستقل دانست یا نه.