Клетки — это основные строительные блоки всей жизни на нашей планете. Тем не менее, в то время как клетки бактерий и других микробов маленькие и простые, вся видимая жизнь, включая людей, обычно состоит из крупных и сложных типов клеток.
Происхождение этих сложных типов клеток долгое время оставалось загадкой для научного сообщества, но теперь исследователи из Упсальского университета в Швеции открыли новую группу микроорганизмов, которая представляет собой недостающее звено в эволюционном переходе от простых к сложным клеткам.В 1970-х годах известный биолог Карл Вёзе открыл совершенно новую группу микроорганизмов, архей, и показал, что они представляют собой отдельную ветвь Древа жизни — открытие, которое в то время ошеломило научное сообщество. Несмотря на то, что клетки архей были простыми и маленькими, как бактерии, исследователи обнаружили, что археи более тесно связаны с организмами со сложными типами клеток, группой, известной под общим названием «эукариоты».
Это наблюдение на протяжении десятилетий озадачивало ученых: как сложные типы клеток эукариот могли возникнуть из простых клеток архей?В выпуске журнала Nature за эту неделю исследователи из Упсальского университета в Швеции вместе с сотрудниками из университетов Бергена (Норвегия) и Вены (Австрия) сообщают об открытии новой группы архей, Lokiarchaeota (или сокращенно Loki). ), и идентифицировать его как недостающее звено в происхождении эукариот.«Загадка происхождения эукариотической клетки чрезвычайно сложна, так как многие части все еще отсутствуют.
Мы надеялись, что Локи раскроет еще несколько частей головоломки, но когда мы получили первые результаты, мы не могли поверить своим глазам. «Данные выглядели просто потрясающе», — говорит Тийс Эттема из отдела клеточной и молекулярной биологии Уппсальского университета, возглавляющий научную группу, проводившую исследование.«Изучая его геном, мы обнаружили, что Loki представляет собой промежуточную форму между простыми клетками микробов и сложными типами клеток эукариот», — говорит Тийс Эттема.
Когда Локи поместили на Древо Жизни, эта идея подтвердилась.«Локи сформировал хорошо поддерживаемую группу с эукариотами, участвовавшими в нашем анализе», — говорит Лайонел Гай, один из ведущих ученых из Упсальского университета, участвовавших в исследовании.«Кроме того, мы обнаружили, что Локи имеет много общих генов, уникальных для эукариот, что позволяет предположить, что сложность клеток возникла на ранней стадии эволюции эукариот», — говорит Аня Спанг, исследователь из отдела клеточной и молекулярной биологии Университета Упсалы и одна из них. ведущие авторы исследования.
Название Lokiarchaeota происходит от враждебной среды, близкой к тому месту, где она была обнаружена, замку Локи, гидротермальной системе, расположенной на Срединно-Атлантическом хребте между Гренландией и Норвегией на глубине 2352 метра.«Гидротермальные жерла — это вулканические системы, расположенные на дне океана. Место, где Локи находится под сильным влиянием вулканической активности, но на самом деле имеет довольно низкую температуру», — говорит Штеффен Йоргенсен из Бергенского университета в Норвегии, который принимал участие в взятии проб, где Локи был найден.«Экстремальные среды обычно содержат множество неизвестных микроорганизмов, которые мы называем микробной темной материей», — говорит Джимми Со, исследователь кафедры клеточной и молекулярной биологии Уппсальского университета и соавтор статьи.
Изучая темную материю микробов с помощью новых методов геномики, Тийс Эттема и его команда надеются найти больше подсказок о том, как развивались сложные клетки.«В каком-то смысле мы только начинаем.
Нам еще многое предстоит открыть, и я убежден, что в ближайшем будущем мы будем вынуждены чаще пересматривать наши учебники по биологии», — говорит Тийс Эттема.