Наукове визначення життя завжди залишалося предметом дискусій, хоча підручники часто подають його як набір ознак, що передбачають здатність організму рости, виробляти енергію та самостійно розмножуватися. За цими критеріями віруси традиційно вважаються «неживими», адже вони активуються лише всередині клітин інших організмів, а поза ними залишаються інертними. Проте відкриття команди Рьо Харади з Університету Далхаузі змушує науковців переглянути такі межі.
Дослідники виявили мікроорганізм, який отримав робочу назву Sukunaarchaeum mirabile. Його генетичний матеріал був знайдений у ДНК єдиного виду планктону, зібраного біля узбережжя Японії. На відміну від вірусів, цей організм є клітинним і зберігає власні гени для синтезу рибосом та матричної РНК, але, водночас, покладається на свого господаря для виконання майже всіх інших життєвих функцій.
Геном Sukunaarchaeum складається лише з 238 тисяч пар основ — удвічі менше, ніж у попереднього рекордсмена серед клітинних організмів Nanoarchaeum equitans. За своєю структурою він більше нагадує інструкцію вірусу, ніж генетичний план самодостатньої клітини. У ньому відсутні майже всі відомі метаболічні шляхи, окрім системи реплікації, транскрипції та трансляції, яка забезпечує копіювання та зчитування генетичної інформації.
Попри таку екстремальну спрощеність, аналіз рибосомних генів однозначно відносить Sukunaarchaeum до домену Археї. Філогенетичне дерево показує, що він формує окрему гілку, настільки віддалену від відомих груп, що автори пропонують створити для нього новий тип у систематиці. Це відкриття натякає на існування багатьох інших «прихованих» ліній, які можуть залишатися непоміченими в екологічних дослідженнях.
Симбіоз із господарем у Sukunaarchaeum досягнув надзвичайної залежності. Організм відмовився від усіх можливих генів, залишивши лише мінімальний набір для відтворення власного генетичного матеріалу. Передбачається, що така еволюційна стратегія стала можливою завдяки стабільному надходженню поживних речовин від господаря, через що непотрібні біохімічні шляхи поступово зникали.
Це відкриття має не лише теоретичне значення. Воно актуалізує питання про те, який мінімальний генетичний «набір» потрібен клітині для існування. Такі знання можуть бути корисними у синтетичній біології, де створюють штучні мінімальні клітини для медичних чи промислових цілей. Крім того, Sukunaarchaeum демонструє, що життя не обов’язково є чорно-білою категорією — воно може існувати на спектрі між повною самодостатністю та повною залежністю.
Подальші дослідження зосередяться на пошуку схожих організмів в інших морських екосистемах та визначенні точного виду-господаря, від якого Sukunaarchaeum отримує ресурси. Розуміння цього симбіозу може пролити світло на давні етапи еволюції, коли клітини, ймовірно, частіше обмінювалися генами та функціями, ніж сьогодні. Можливо, сучасні віруси та ультрамінімальні симбіонти є не винятками, а живими відголосками давнього способу життя на Землі. Дослідження опубліковане в bioRxiv.
