Биологи обнаружили микроорганизм с рекордно маленьким геномом

Крошечный микроорганизм, обнаруженный внутри морского планктона, обладает одним из самых маленьких геномов среди когда‑либо найденных организмов и заставляет биологов задуматься над самим определением жизни.

Исследователи собирали одноклеточный планктон Citharistes regius, обитающий в поверхностных водах у побережья Симоды в Японии. Citharistes regius существует благодаря фотосинтезирующим цианобактериям, и исследователи изучали генетический материал этих бактерий, чтобы лучше понять, как возник их симбиоз. Но среди обнаруженных геномов оказался странный крошечный кольцевой фрагмент генетического материала всего из 238 тысяч пар оснований ДНК, едва ли достаточный для поддержания жизни, насколько нам известно. Его назвали Sukunaarchaeum mirabile в честь японского синтоистского божества Сукуны, известного своим малым ростом и большой силой.

Этот организм относится к домену архей. Никогда прежде учёные не встречали архею с настолько маленьким геномом. У Sukunaarchaeum отсутствуют почти все гены, необходимые для собственного метаболизма, поэтому он больше похож на вирус. «Практически полное отсутствие узнаваемых метаболических путей у Sukunaarchaeum позволяет предположить, что он не способен существовать самостоятельно и при этом не приносит хозяину очевидной метаболической пользы», объясняют исследователи.

Другие организмы с геномами меньше, чем у Sukunaarchaeum, это бактерии, которые стали настолько зависимы от симбиотического хозяина, что почти утратили свою самостоятельность как отдельные организмы.

Возможно, Sukunaarchaeum mirabile, о котором учёные пока знают лишь по его геному и которого ещё не видели под микроскопом, тоже находится в процессе слияния со своим хозяином. Но для взаимовыгодных отношений эндосимбионт должен обладать метаболизмом, позволяющим что‑то дать хозяину взамен. Поэтому исследователи предполагают, что Sukunaarchaeum скорее может оказаться паразитом.

Ещё одним указанием на возможный паразитический образ жизни служит то, что четверть его генома отведена под производство крупных мембранных белков. Такие же белки обнаруживали у единственных известных паразитических архей, где они используются для проникновения в организм хозяина.

«Хотя [Sukunaarchaeum] утратил почти все гены, необходимые для получения питательных веществ и энергии, он сохранил значительную часть аппарата, необходимого для копирования генома и производства белков на основе содержащейся в нём генетической информации», говорит молекулярный биолог Торстен Аллерс из Ноттингемского университета. «Это позволяет предположить, что Sukunaarchaeum может находиться близко к минимальному объёму генетической информации, необходимому организму, чтобы оставаться самостоятельной клеткой».