Учёные обнаружили архею с одним из самых маленьких геномов

Исследователи обнаружили внутри морского планктона микроорганизм с одним из самых маленьких геномов среди известных организмов. Архею назвали Sukunaarchaeum mirabile — в честь японского синтоистского божества Сукуны, которого описывают как маленького, но обладающего большой силой.

Образцы одноклеточного планктона Citharistes regius учёные собрали в поверхностных водах у побережья японской Симоды. Этот планктон существует в симбиозе с фотосинтезирующими цианобактериями. Исследователи изучали генетический материал бактерий, пытаясь лучше понять происхождение их взаимодействия с хозяином, но обнаружили среди образцов необычный кольцевой фрагмент ДНК.

Геном Sukunaarchaeum mirabile насчитывает всего около 238 тысяч пар оснований. Для архей это рекордно маленький показатель. До сих пор учёные не встречали представителей этого домена с настолько компактным геномом.

Организм на границе самостоятельной жизни

В геноме Sukunaarchaeum отсутствует почти весь набор генов, необходимый для собственного обмена веществ. У микроорганизма не обнаружили практически никаких узнаваемых метаболических путей — по этому признаку он больше напоминает вирус, чем самостоятельную клетку.

Другие организмы с ещё меньшими геномами известны среди бактерий, которые в ходе длительного симбиоза настолько зависят от хозяина, что почти утратили самостоятельность. Sukunaarchaeum тоже может находиться на пути к слиянию с организмом-хозяином, однако данных для подтверждения этой версии пока недостаточно: учёные изучали только его геном и ещё не наблюдали архею под микроскопом.

Исследователи считают маловероятным, что этот микроорганизм является взаимовыгодным эндосимбионтом. Для такого взаимодействия ему понадобился бы собственный метаболизм, позволяющий предоставлять хозяину какие-либо ресурсы или функции. Поэтому Sukunaarchaeum может оказаться паразитом, использующим клетку хозяина для выживания.

На возможный паразитический образ жизни указывает и структура генома: около четверти его объёма занято генами крупных мембранных белков. Похожие белки находили у единственных известных паразитических архей. Предполагается, что они помогают таким организмам проникать в клетки хозяина.

При этом Sukunaarchaeum сохранил значительную часть генетического аппарата, необходимого для копирования ДНК и производства белков. «Это позволяет предположить, что Sukunaarchaeum может находиться близко к минимальному объёму генетической информации, необходимому организму, чтобы оставаться самостоятельной клеткой», — говорит молекулярный биолог Торстен Аллерс из Ноттингемского университета.

Пока неизвестно, способен ли Sukunaarchaeum mirabile существовать хотя бы недолгое время самостоятельно и каким именно образом он взаимодействует с планктоном. Дальнейшее изучение организма может помочь уточнить границу между вирусами, паразитами, симбионтами и свободноживущими клетками.