Sukunaarchaeum mirabile: چه چیزی حیات سلولی را تشکیل می‌دهد؟  

محققان یک آرکئون جدید در رابطه همزیستی در یک سیستم میکروبی دریایی کشف کرده‌اند که با داشتن ژنومی بسیار کوچک‌شده تنها ۲۳۸ کیلوبایت بر پوند، کاهش ژنوم شدیدی را نشان می‌دهد و دارای سوگیری عملکردی شدیدی نسبت به پردازش اطلاعات ژنتیکی است. ژنوم آن در درجه اول ماشین‌آلات تکثیر، رونویسی و ترجمه DNA را رمزگذاری می‌کند. تقریباً فاقد تمام مسیرهای متابولیکی است، از این رو وابستگی متابولیکی کاملی به میزبان نشان می‌دهد. این باکتری که به طور موقت Candidatus Sukunaarchaeum mirabile نامگذاری شده است، اساساً یک موجود سلولی است که تنها هسته تکثیر خود را حفظ کرده و برای نزدیک شدن به شیوه وجود ویروسی تکامل یافته است. با توجه به اینکه Sukunaarchaeum mirabile به عنوان پیوندی بین موجودات سلولی و ویروس‌ها ظاهر می‌شود، این کشف باعث می‌شود که در مورد حداقل الزامات حیات سلولی تردید کنیم.   

دینوفلاژله‌ها گروهی از جلبک‌های تک سلولی یوکاریوتی هستند که دارای دو تاژک غیرمشابه می‌باشند. آن‌ها عمدتاً پلانکتون‌های دریایی هستند و به حفظ جوامع میکروبی همزیستی معروفند.  

در یک مطالعه اخیر، تکثیر ژنوم تک سلولی باکتری‌های مرتبط با دینوفلاژلات Citharistes regius وجود یک توالی حلقوی بسیار غیرمعمول با طول 238 کیلوبایت با محتوای GC (گوانین-سیتوزین) پایین 28.9٪ را نشان داد. مشخص شد که این توالی، ژنوم کامل یک پروکاریوت را نشان می‌دهد. تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که ارگانیسمی که این ژنوم را دارد، یک آرکئون است. تاکنون، کوچکترین ژنوم کامل آرکئون شناخته شده، ژنوم 490 کیلوبایت آرکئون Nanoarchaeum equitans است. ژنوم آرکئون کشف شده در این مطالعه کمتر از نصف این اندازه است، اما مشخص شده است که بسیار کامل است. تحقیقات بیشتر تأیید کرد که در واقع نشان دهنده یک ژنوم کامل آرکئون است و Candidatus Sukunaarchaeum mirabile نامگذاری شده است .

آرکئون تازه کشف‌شده Ca. Sukunaarchaeum mirabile با داشتن ژنومی بسیار ساده‌شده و تنها ۲۳۸ کیلوبایت بر پوند، کاهش ژنوم شدیدی را نشان می‌دهد (برای مقایسه، اندازه ژنوم آرکئون‌های معمولی حدود ۰.۵ تا ۵.۸ مگابایت بر پوند است در حالی که اندازه ژنوم ویروس‌ها بین ۲ کیلوبایت بر پوند تا بیش از ۱ مگابایت بر پوند متغیر است). علاوه بر این، مشخص شده است که این آرکئون دارای سوگیری عملکردی شدیدی نسبت به پردازش اطلاعات ژنتیکی است. این آرکئون در درجه اول ماشین‌آلات تکثیر، رونویسی و ترجمه DNA را رمزگذاری می‌کند. تقریباً فاقد تمام مسیرهای متابولیکی است، از این رو وابستگی متابولیکی کاملی به میزبان نشان می‌دهد.

Ca. Sukunaarchaeum mirabile از نظر داشتن یک ژنوم حداقلی که به خودپایداری ژنتیکی و وابستگی مطلق به میزبان که ناشی از کاهش متابولیک است، اختصاص دارد، به ویروس‌ها شباهت دارد. با این حال، برخلاف ویروس‌ها، Sukunaarchaeum mirabile دارای دستگاه رونویسی و ترجمه و ریبوزوم‌های اصلی خود است. فاقد ژن‌های دستگاه تکثیر اصلی نیست و برای این کار به میزبان وابسته نیست. این تمایز کلیدی بین موجودات سلولی و ویروس‌ها است. Sukunaarchaeum mirabile اساساً یک موجود سلولی است که تنها هسته تکثیر خود را حفظ می‌کند که برای نزدیک شدن به شیوه وجودی ویروسی تکامل یافته است.

با توجه به اینکه Sukunaarchaeum mirabile به عنوان رابطی بین موجودات سلولی و ویروس‌ها ظاهر می‌شود، این کشف ما را وادار می‌کند تا در مورد حداقل الزامات حیات سلولی کنجکاو شویم.

*** 

منابع:  

1. هارادا آر. و همکاران ۲۰۲۵. یک موجود سلولی که فقط هسته تکثیرشونده خود را حفظ کرده است: دودمان باستانی پنهان با ژنومی فوق‌العاده کوچک‌شده. پیش‌چاپ در bioRxiv. ارسال‌شده در ۲ مه ۲۰۲۵. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781  

*** 

مقالات مرتبط:  

• سلول‌های دارای ژنوم حداقلی مصنوعی تحت تقسیم سلولی طبیعی قرار می‌گیرند (5 آوریل 2021) 

• یوکاریوت ها: داستان اجداد باستانی آن (31 دسامبر 2022) 

• Thiomargarita magnifica: بزرگترین باکتری که ایده پروکاریوت ها را به چالش می کشد (25 ژوئن 2022) 

***