YAŞAMIN KÖKENİNE YOLCULUK

[EUPHRAT]

Bilim adamları, karmaşık yaşamın kökenini ortaya çıkarabilecek gizemli bir yaşam formu geliştirdi

Bilim adamları 2010'da Arktik okyanusunun tabanından alınan tortu çekirdeğinde DNA analizi yaptıklarında şaşırtıcı bir şey buldular. Archaea adlı garip mikrop alanına ait önceden bilinmeyen bir organizmanın, tamamen farklı bir etki alanı ile ilişkili genomik özelliklere sahip olduğu görülmüştür - Eukaryota.

Bulundukları yerdeki Lokiarchaeota'yı, Grönland yakınlarındaki Loki Kalesi'nin hidrotermal menfezinden sonra isimlendirdiler; ama şüphe bulguyu gölgeledi. Numune çekirdekte başka bir şeyle kirlenmiş olabilir mi?
Şimdi, Japon bilim insanlarının çalışmaları sayesinde, bu şüpheler dinlenmeye bırakılabilir. İlk defa, Lokiarchaeota'yı izole ettiler ve bir laboratuarda yetiştirdiler.
Bu, ilk kez araştırmacılar, bu inanılmaz mavi gezegende ilk atalarımızı bulmamıza yardımcı olabilecek canlı Lokiarchaeota'yı yakından inceleyebilir ve onlarla etkileşime girebilir. Araştırmaları, ön baskı sunucusu bioRxiv'deyayınlandı ve meslektaş incelemesini bekliyor.
Yaşam ağacı, temelde üç alana bölünmüştür. Bunlardan biri, çekirdeğe veya zara bağlı organellere sahip olmayan tek hücreli mikroplar olan bakteriler tarafından işgal edilir ve flagella adı verilen saça benzeyen yapıları sallayarak dolaşırlar. Bir diğeri ökaryotlar, hücreleri çekirdek ve membranlara sahip olan organizmalardır. Bu alan bize insanları, hayvanları, bitkileri ve algleri içerir.
Ve sonra archaea var. Bunlar çekirdeğe ve zara bağlı organellerden yoksun olduklarından ve flagella kullanarak etrafta olduklarından bakteri gibi çok şey var. Ancak birkaç önemli fark var. Farklı şekilde bölünürler. Hücre duvarları biraz farklı şeylerden yapılmıştır. Ve RNA'ları filogenetik ağaçta onları ayırmak için yeterince farklıdır.

Ancak sonradan sonra Lokiarchaeota geldi - bunu ökaryotik özelliklere sahip diğer arkea örnekleri takip etti. Bunlara Thorarchaeota, Odinarchaeota ve Heimdallarchaeota adı verildi (aynı adlandırma kuralını takip etmek için).
Toplu olarak, onlar Asgard archaea olarak adlandırılır ve bazı bilim adamları belki de ökaryotik yaşamın kaynağı olabileceğini düşünüyorlar - belki de Asgard benzeri bir arunon bir bakteri yuttuktan sonra.
Fakat organizmaları detaylı olarak incelemeden söylemek zor. Japon bilim adamlarının girdiği yer burasıdır. 2006'da Nankai Teknesi'ndeki deniz tabanından bir tortu çekirdeği aldılar, 2006'da deniz seviyesinden 2.533 metre (8.310 fit).
Bu, Asgard archaea hakkında bir şey bilmeden önceydi. Ancak daha sonra, zengin numunelerinin bir RNA analizi Lokiarchaeota benzeri bir organizmanın varlığını ortaya çıkardı.
Takım çalışmaya başladığında, bunu henüz bilmiyorlardı. Derin deniz metan havalandırma koşullarını taklit etmek için tasarlanmış metan beslemeli sürekli akışlı bir biyoreaktör sisteminde numunelerini beş yıl boyunca dikkatlice yetiştirdiler. Çok yavaş, mikroplar çoğaldı.
Bir sonraki adım, biyoreaktörden numuneleri beslemelerini ve büyümelerini sağlamak için besin içeren cam tüplere yerleştirmekti. Orada bir yıl daha oturdular, sonunda çok zayıf bir Lokiarchaeota popülasyonu geliştirmeye başladılar.

Daha sonra, ekip bu yavaş bölünen nüfusu izole etmek, geliştirmek ve büyütmek için daha fazla zaman harcadı. Yaygın bakteriyel popülasyonlar genellikle iki buçuk saat kadar sürer. Lokiarchaeota 20 gün sürdü.
Araştırmacılar, "Tekrarlanan alt kültürler, archaeon'u aşamalı olarak oldukça yavaş büyüme oranı ve düşük hücre verimi ile zenginleştirdi," dedi.
“Kültür sürekli olarak 30-60 gün gecikme fazına sahipti ve tam büyümeye ulaşmak için 3 ay boyunca gerekliydi [..] Ekim sıcaklıklarının değişmesi ve substrat kombinasyonları ve konsantrasyonları gecikme fazını, büyüme hızını veya hücre verimini önemli ölçüde iyileştirmedi.”
Toplamda, deney 12 yıl sürdü. Araştırmacılar ekili mikropları olan Prometheoarchaeum syntrophicum'u seçtiler - Prometheus'tan sonra , kilden insan yaratma konusunda itibar kazanan antik Yunan mitolojik Titan'ı .
Birkaç meraklı bulgu yaptılar. İlk olmasıdır Prometheoarchaeum sadece bir veya iki diğer mikroplar, arke varlığında artacağını Methanogenium ve bakteri Halodesulfovibrio . Tüm Prometheoarchaeum gıda içine amino asitleri ayırır, bu diğer mikroplar yemek hidrojen, üretir.
Hidrojenin etrafta asılı kalmasına izin verilirse, yapılan deneyler, bunun Prometheoarchaeum'un zaten yavaş büyümesini engelleyebileceğini ortaya koydu, bu da archaea'nın diğer mikroplarla simbiyotik bir ilişkiye sahip olduğunu, bu durumda sentrofik olduğunu gösterir - yani bir türün büyümesinin ya da her ikisinin de bağlı olduğuna bağlı diğer ne yiyor?

Daha sonra, organizma bir elektron mikroskobu altında incelendiğinde, içinde mikroplarının yerleştiği, vücudundan filizlenen bir arkan uzunluğundaki dokunaçlar için alışılmadık bir şekil ortaya çıkardı. Araştırmacılar, Dünya'da oksijen artmaya başladığında, bu organizmanın, oksijen kullanan, hayatta kalma şansını arttıran ve ökaryotik yaşama giden yola çıkan bakterilerle ilişkiye geçebileceğini varsaydı.
Gerçekten de DNA dizilimi, diğer Asgard archaea'larında görülen ökaryotik özellikleri ortaya koydu.
Açıkçası daha fazla iş yapılması gerekiyor. Prometheoarchaeum , milyarlarca yıl öncesinin döneminden oldukça farklı olabilir. Ökaryotların archaea'dan evrimleştiğine dair kesin kanıtlardan çok uzak.
Çalışma, hakem değerlendirmesinden önce şimdiye kadar ulaşılabilir durumda olduğundan, bilimsel toplumun zaman içinde ne yaptığını görmek ilginç olacaktır. Ama şimdi ne olursa olsun, bu işten çok fazla şey öğreneceğiz.
Kağıt ile ilişkili değildir Wageningen Üniversitesi'nden evrimsel mikrobiyolog Thijs Ettema, "Bu çalışma ve azim muazzam miktarda yansıtan anıtsal kağıt ise,", dedi
“Bu önemli soyu anlamada ileriye atılmış büyük bir adım.”