نقش این موجود عجیب در پیدایش ساختارهای پیچیده حیات - وبلاگ سال آرامش

به گزارش وبلاگ سال آرامش، میکروب های شاخک دار بزرگ ممکن است اجداد مستقیم تمام ساختارهای پیچیده حیات باشند.

پریسا عباسی: میکروب های باستانی که وجود آنها به قبل از ظهور سلول های دارای هسته بر روی زمین بر می گردد، ممکن است حامل اسرار چگونگی پیدایش چنین سلول های پیچیده ای باشند. به گزارش مجله ساینس، اکنون دانشمندان برای اولین بار توانسته اند به اندازه کافی از این میکروب را در آزمایشگاه پرورش دهند تا بتوانند جزئیات ساختار داخلی آنها را آنالیز نمایند.

بر اساس گزارش نوی که روز چهارشنبه 21 دسامبر در مجله Nature منتشر شد، محققان ارگانیسمی به نام Lokiarchaeum ossiferum را پرورش دادند که به گروهی از میکروب ها به نام آسگارد باستانی (Asgard archaea) تعلق دارد. این نام برگرفته از اساطیر اسکاندیناوی است، و بعضی از دانشمندان تصور می نمایند که آسگارد باستانی نزدیک ترین خویشاوند تکامل یافته یوکاریوت ها، یا سلول هایی که DNA خود را در یک حباب محافظ به نام هسته نگهداری می نمایند، باشند.

جان لوو، رهبر گروه تحقیقاتی اسکلت سلولی باکتریایی و سایر ماشین های مولکولی، در شورای تحقیقات پزشکی(MRC) در آزمایشگاه بیولوژی مولکولی در بریتانیا در تفسیری که در خصوص این مطاله نو داشت نوشت: در درخت تکاملی زندگی، آسگاردها اغلب به عنوان خواهر یا اجداد مستقیم یوکاریوت ها محسوب می شوند. آسگاردها خودشان حامل هسته نیستند، اما قطعا حاوی مجموعه ای از ژن ها و پروتئین هایی هستند که زمانی تصور می شد که منحصر به یوکاریوت ها باشند. محققان در خصوص اینکه چگونه آسگاردها، هسته اولیه خود را به دست آورده اند تئوری های مختلفی دارند.این هسته اولیه باعث بوجود آمدن اولین سلول های پیچیده شد که بعدها گیاهان، حیوانات و انسان ها را بوجود آورند.

در سال 2020، یک تیم تحقیقاتی در ژاپن گزارش داد که پس از 12 سال کار توانسته اند آسگارد را در آزمایشگاه با موفقیت پرورش دهند. به گفته لوو، آنها توانسته اند Prometheoarchaeum syntrophicum، یک آسگارد که به نام خدای یونانی، پرومتئوس، نامگذاری شده است را پروش دهند، اما جزئیات ساختار درونی این ارگانیسم مبهم به جای مانده است. در حال حاضر یک گروه تحقیقاتی دیگر توانسته اند آسگارد را پرورش داده و تصاویری از قسمت های داخلی اندام L. ossiferum تهیه نمایند.

بوور بآوم، یک زیست شناس سلول های تکاملی در آزمایشگا بیولوژی مولکولی MRC که در انجام این کار نقشی نداشته است به مجله ساینس گفت: این تصاویر خیره نماینده هستند.

کریستا شلپر، یکی از نویسندگان ارشد این مقاله و مدیر آزمایشگاه اکولوژی و تکامل باستانی در دانشگاه وین در بیانیه ای گفت: شش سال طول کشید تا کشت این میکروب در آزمایشگاه به نتیجه مطلوب و پایداری برسد، اما اکنون می توانیم از چنین تجربه ای برای انجام بسیاری از مطالعات بیوشیمیایی و پرورش سایر آسگاردهای باستانی استفاده کنیم.

لوو به این نکته اشاره می نماید که L. ossiferum در مقایسه با سایر آسگاردها نسبتا سریع تر رشد می نماید و تعداد سلول های خود را بین 7 تا 14 روز دو برابر می نماید. بعلاوه P. syntrophicum نیز هر 14 تا 25 روز تکثیر می گردد. توجه داشته باشید که باکتری شناخته شده اشریشیا کلی(Escherichia coli) تقریبا هر 20 دقیقه تکثیر می گردد.(رشد آهسته این باکتری های باستانی، یکی از عواملی است که کشت آن ها را در آزمایشگاه سخت می نماید.)

لوو نوشت:نمونه های L. ossiferum جمع آوری شده از کانالی در ساحل پیران، اسلوونی، دارای شاخک های هستند که از بدن هر سلول بیرون آمده است؛ برجستگی ها و برآمدگی های عجیب و غریب بر روی هر زائده معین هستند. این برآمدگی های سطحی می تواند حامی این نظریه باشد که در مقطعی از تاریخ تکامل، یک آسگارد یک باکتری در حال عبور را با استفاده از غشاء خود به داخل بدن سلولی خود مکیده و این باعث توسعه هسته شده است. این برجستگی ها از این ایده حمایت می نمایند، که احتمالا چنین تعاملی رخ داده است.

تیجس اتیما، یک میکروبیولوژیست محیط زیست در دانشگاه واگنینگن در هلند که در این مطالعه مشارکت نداشته است در مصاحبه با ساینس گفت: L. ossiferum ها ساختارهای ریزی شبیه آب نبات چوبی را روی سطح خود حمل می نمایند، که ظاهری به آنها می دهد که گویی از سیاره دیگری آمده اند. لوو نوشت: بعلاوه ساختاراین میکروب حاوی رشته هایی است که بسیار شبیه رشته های موجود در اسکلت سلولی یا داربست نگهدارنده سلول های یوکاریوتی است.

با این مطالعه نو، بسیاری از دانشمندان فکر می نمایند که این فرضیه که آسگاردها اجداد مستقیم یوکاریوت ها هستند درست است. اما هنوز بسیاری از آنها در خصوص این موضوع قانع نشده اند.

5858