Древние микробы, чье существование предшествовало появлению на Земле клеток, несущих ядро, могут хранить информацию о том, как они появились. Ученые впервые вырастили в лаборатории достаточно большое количество этих бактерий, чтобы детально изучить их внутреннюю структуру.
Согласно новому отчету, опубликованному в журнале Nature, исследователи вырастили организм Lokiarchaeum ossiferum, который принадлежит к группе микробов, известных как Asgard archaea. Названные в честь обители богов в скандинавской мифологии, археи Асгарда, по мнению некоторых ученых, являются ближайшими эволюционными родственниками эукариот. Эти клетки упаковывают свою ДНК в защитный пузырь — ядро.
Сами по себе Асгарды сами не несут ядер, но содержат набор генов и белков, которые когда-то считались уникальными для эукариот. У исследователей есть множество теорий по поводу того, как Асгарды получили примитивные ядра и, таким образом, породили первые сложные клетки. Согласно одной из наиболее популярных — эукариоты возникли в результате слияния археи Асгарда с бактерией. Они, в свою очередь, привели к появлению растений, животных и людей — всей сложной жизни.
Эукариоты (включая животных, растения и грибы, возможно, возникли в результате слияния археи Асгарда с бактерией. Предоставлено: Флориан Вольвебер, ETH Zürich
В 2020 году исследовательская группа в Японии сообщила, что после 12 лет работы они успешно вырастили Асгардов в лаборатории. А именно — Prometheoarchaeum syntrophicum, асгарда, названного в честь греческого бога Прометея. Но детали их внутренней структуры организма они рассмотреть не смогли. Теперь другие ученые вырастили L. ossiferum и сделали снимки их внутренностей. В частности, у них нашли какое-то подобие скелета.
«Потребовалось долгих шесть лет, чтобы получить стабильную и высокообогащенную культуру. Но этот опыт пригодится для других биохимических исследований, а также для культивирования других архей Асгарда», — пишут ученые.
Криоэлектронная томография помогла ученым получить представление о клеточной структуре недавно культивированного археона Асгарда, показанного здесь. Особо примечательны обширные нити актинового цитоскелета (оранжевый) в телах клеток, а также уникальная клеточная оболочка (синий). Предоставлено: Марго Ригги, Лаборатория анимации, Университет Юты
По сравнению с другими асгардами, L. ossiferum растет относительно быстро, удваивая количество клеток за 7-14 дней. Для сравнения, P. syntrophicum размножается каждые 14–25 дней. При этом, Escherichia coli размножается каждые 20 минут. Медленный рост — один из факторов, который затрудняет их культивирование.
Некоторые ученые считают, что исследование подтверждает гипотезу о том, что асгарды являются прямыми предками эукариот, но в этом уверены не все эксперты, пишет Science.
