کشف میکروبی با ژنوم کم‌نظیر که مفهوم حیات را زیر سوال می‌برد

محققان میکروبی دریایی را شناسایی کرده‌اند که ژنوم آن تنها ۲۳۸هزار جفت‌باز دی‌ان‌ای را به خود اختصاص داده است. این موجود که در دسته باستانیان قرار دارد، تعدادی از ژن‌های ضروری برای تولید انرژی و حفظ فعالیت‌های حیاتی را از دست داده و احتمالاً زنده‌ماندنش به میزبانش بستگی دارد.

براساس گزارش ساینس آلرت، دانشمندان در حین مطالعه پلانکتون‌های تک‌سلولی از گونه‌ی سیتاریستس رگیوس (Citharistes regius) در سواحل ژاپن، به‌طور تصادفی با این میکروب جدید مواجه شدند. آن‌ها در ابتدا به بررسی مواد ژنتیکی سیانوباکتری‌هایی پرداخته بودند که با این پلانکتون‌ها در ارتباط بودند، اما در بین داده‌های ژنتیکی به‌دست‌آمده، حلقه‌ای کوچک و ناشناخته از دی‌ان‌ای کشف کردند.

ژنوم این میکروب جدید به نام سوکونا آرکیئوم میرابیله (Sukunaarchaeum mirabile)، فقط ۲۳۸هزار جفت‌باز دارد. تا کنون، دانشمندان هیچ موجود باستانی دیگری با چنین ژنومی کوچک نیافته‌اند. حتی برخی از ویروس‌ها نیز دارای مواد ژنتیکی بیشتری هستند.

باستانیان شامل گروهی از موجودات تک‌سلولی هستند که هسته‌ای محصور در غشاء ندارند، اما از نظر تکاملی با باکتری‌ها تفاوت دارند. سوکونا آرکیئوم میرابیله به این دسته تعلق دارد، ولی ژنوم بسیار کوچک و ویژگی‌های خاصش آن را از نمونه‌های شناخته‌شده متمایز می‌سازد.

تحلیل ژنوم نشان می‌دهد که این میکروب تقریباً تمام ژن‌های لازم برای تولید انرژی و مواد مغذی را تحت تأثیر قرار داده است. در عوض، بخش‌های زیادی از مکانیسم‌های ضروری برای تکثیر دی‌ان‌ای و ساخت پروتئین‌ها را حفظ کرده است.

یک فرضیه مطرح‌شده حاکی از این است که سوکونا آرکیئوم میرابیله برای زنده ماندن به موجود دیگری نیازمند باشد و از منابع آن استفاده کند. در حال حاضر، پژوهشگران هنوز این میکروب را زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار نداده‌اند و اطلاعات موجود عمدتاً از طریق تحلیل ژنوم به‌دست آمده است.

حدود یک‌چهارم ژنوم این میکروب به تولید پروتئین‌های بزرگ غشایی اختصاص یافته است. پژوهشگران مشابهت‌هایی از پروتئین‌های مشابه در تنها باستانی انگلی شناخته‌شده‌ی دیگر یافته‌اند که این احتمال را به وجود می‌آورد که ممکن است در نفوذ به سلول میزبان مؤثر باشند. بر این اساس، این احتمال مطرح می‌شود که سوکونا آرکیئوم نیز می‌تواند به‌عنوان یک انگل شناسایی شود. در صورت تأیید این فرضیه، این موجود به عنوان دومین باستانی انگلی شناخته‌شده خواهد بود.

با این حال، هنوز مشخص نیست که این میکروب به چه نحو با میزبان خود تعامل می‌کند. وابستگی آن شاید به شکل نوعی رابطه‌ی انگلی باشد، اما برای مشخص کردن شیوه‌ی زندگی‌اش نیازمند تحقیقات بیشتری است.

وابستگی یک موجود به موجود دیگر در راستای بقا، نقش مهمی در تکامل موجودات پیچیده‌تر ایفا کرده است. به‌عنوان مثال، نظریه‌ی همزیستی درون‌سلولی بیان می‌کند که میتوکندری‌ها از باکتری‌هایی که به داخل سلول‌های یوکاریوتی اجدادی وارد شده‌اند، منشأ گرفته‌اند و علی‌رغم آنکه اکنون بخشی از سلول‌های ما هستند، هنوز دی‌ان‌ای خود را دارا می‌باشند.

تورستن آلرز، زیست‌شناس مولکولی دانشگاه ناتینگهام، اظهار می‌دارد که توانایی تکثیر و حفظ اطلاعات ژنتیکی از معیارهای کلیدی در بررسی مرز میان حیات و بی‌حیاتی به شمار می‌رود. او همچنین خاطرنشان می‌کند که این کشف نشان‌دهنده‌ی آن است که سلول‌های زنده می‌توانند به شدت ساده شوند و در عین حال سازوکارهای ضروری برای تکثیر خود را حفظ کنند.

هنوز نمی‌توان با قطعیت گفت سوکونا آرکیئوم چه اندازه‌ای از استقلال برخوردار است یا چگونه دقیقا زنده می‌ماند. تحقیقات آتی به تعیین این موضوع خواهند پرداخت که این موجود چگونه تکثیر می‌شود، نوع رابطه‌اش با میزبان چیست و آیا واقعاً می‌توان آن را به عنوان یک سلول مستقل شناخت یا خیر.

این پژوهش در ژورنال Current Biology منتشر شده است.