Новый вид архей проливает свет на происхождение сложных форм жизни

Международная группа учёных из Венского университета и ETH Zurich сделала шаг к пониманию того, как возникли сложные организмы на Земле. Исследователям впервые удалось культивировать в высокой концентрации и детально изучить представителя архей группы Asgard — ближайших родственников эукариот. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Культивирование архей Asgard из морских отложений

Рабочей группе Кристы Шлепер из Венского университета удалось получить стабильную и высокообогащённую культуру археи, названной "Lokiarchaeum ossiferum". Организм был выделен из морских отложений у побережья Пирана (Словения), но также встречается, например, в донных отложениях Дуная в Вене. Процесс культивирования этого крайне чувствительного организма занял шесть лет.

Сложная клеточная структура с развитым цитоскелетом

Используя современный крио-электронный микроскоп, исследователи из группы Мартина Пилхофера в ETH Zurich получили трёхмерные изображения внутренних структур клеток.

  • Клетки состоят из округлых тел с тонкими, иногда очень длинными клеточными выростами, напоминающими щупальца.
  • Эти выросты, по-видимому, могут соединять разные клеточные тела между собой.
  • В клетках обнаружена обширная сеть актиновых филаментов — структура, которая ранее считалась уникальной для эукариотических клеток.

Это открытие предполагает, что сложные цитоскелетные структуры возникли у архей ещё до появления первых эукариот.

Эволюционное значение

Согласно современным моделям, эукариотическая клетка возникла около двух миллиардов лет назад в результате тесного симбиоза архей и бактерий. Asgard archaea, открытые в 2015 году, являются ближайшими родственниками эукариот на древе жизни.

Обнаружение у них развитого цитоскелета указывает на то, что ключевые клеточные особенности, характерные для сложных форм жизни (животных, растений, грибов), начали формироваться ещё у их архейных предков. Lokiarchaeum ossiferum может представлять собой эволюционное "недостающее звено".

Перспективы для будущих исследований

Новый модельный организм открывает возможности для:

  • Проведения биохимических исследований.
  • Культивирования других архей группы Asgard.
  • Изучения взаимодействий между археями Asgard и их бактериальными партнёрами.
  • Исследования фундаментальных клеточных процессов (например, деления клеток) для понимания их эволюционного происхождения у эукариот.