Амьдралын хэлбэрийг прокариот ба эукариот гэж ангилах уламжлалт бүлэглэлийг 1977 онд рРНХ-ийн дарааллын шинж чанараар археа (тэр үед "архебактери" гэж нэрлэдэг байсан) нь "нянгууд эукариотуудтай адил нянтай хол холбоотой" болохыг олж тогтоосноор шинэчлэгдсэн. Энэ нь амьд организмуудыг бүлэглэх шаардлагатай болсон. эубактери (бүх ердийн бактериудаас бүрдэх), археа, эукариотууд руу ордог. Эукариотуудын гарал үүслийн асуудал хэвээр үлдсэн. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эукариотуудын архей гаралтай болохыг нотлох баримтууд бий болж эхлэв. Асгард археа нь геномдоо хэдэн зуун эукариот шинж чанартай уураг (ESP) гентэй болохыг олж мэдсэн нь онцгой анхаарал татсан юм. ESP нь эукариотуудын эсийн араг яс, нарийн төвөгтэй эсийн бүтцийг хөгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. 21 оны 2022-р сарын XNUMX-нд нийтлэгдсэн нээлтийн судалгаагаар судлаачид крио-электрон томографийн тусламжтайгаар дүрсэлсэн Asgard archaea-ийн баяжуулсан соёлыг амжилттай тариалсан тухай мэдээлсэн. Тэд Асгардын эсүүд нь актин дээр суурилсан нарийн төвөгтэй эсийн араг ястай болохыг ажигласан. Энэ нь эукариотуудын архей угсааны анхны шууд харааны нотолгоо байсан бөгөөд эукариотуудын гарал үүслийг ойлгоход чухал алхам болсон юм.
1977 он хүртэл дэлхий дээрх амьдралын хэлбэрүүдийг бүлэглэж байсан эукариотууд (эсийн удамшлын материалыг нарийн тодорхойлогдсон цөмд оруулах, эсийн араг яс байгаагаар тодорхойлогддог нийлмэл хэлбэрүүд) ба прокариотууд (бактер ба архебактерийг багтаасан тодорхой цөмгүй цитоплазм дахь генетикийн материалтай энгийн амьдралын хэлбэрүүд). Үүнийг үүрэн гэж боддог байсан эукариотууд 2 тэрбум жилийн өмнө үүссэн, магадгүй прокариотуудаас үүссэн. Гэхдээ эукариотууд яг яаж үүссэн бэ? Энгийн эсийн амьдралын хэлбэрүүд нь эсийн амьдралын нарийн төвөгтэй хэлбэрүүдтэй хэрхэн холбогддог вэ? Энэ бол биологийн хувьд нээлттэй асуулт байсан.
Ген ба уургийн молекул биологийн технологийн дэвшил нь 1977 онд археа (тэр үед "археебактери" гэж нэрлэдэг байсан) "" болох нь тогтоогдсон үед асуудлын голыг олж мэдэхэд тусалсан.нянгийн адил нянтай хол холбоотой эукариотууд'.Өмнө нь амьдралын хэлбэрийг прокариот ба эукариот гэж ялгах нь эсийн органеллуудын түвшний фенотипийн ялгаан дээр үндэслэсэн байв. Филогенетик харилцаа нь өргөн тархсан молекул дээр суурилсан байх ёстой. Рибосомын РНХ (рРНХ) нь бүх өөрийгөө хуулбарлах системд байдаг ийм биомолекулуудын нэг бөгөөд дараалал нь цаг хугацааны явцад маш бага өөрчлөгддөг. рРНХ-ийн дарааллын шинж чанарт үндэслэсэн шинжилгээ нь амьд организмуудыг эубактерид (бүх ердийн бактериуд) бүлэглэх шаардлагатай болсон. архео, ба эукариотууд1.
Дараа нь архей ба эукариотуудын хооронд илүү ойр дотно харилцааны нотолгоо гарч ирэв. 1983 онд ДНХ-ээс хамааралтай РНХ полимеразууд архей ба эукариотууд ижил төрлийн; хоёулаа ижил төстэй иммунохимийн шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд хоёулаа өвөг дээдсийн нийтлэг бүтцээс гаралтай2. Уургийн хосын нийлмэл филогенетик мод дээр үндэслэн 1989 онд хэвлэгдсэн өөр нэг судалгаагаар археа нь эубактериас илүү эукариотуудтай илүү ойр байгааг илрүүлсэн.3. Энэ үед архелийн гарал үүсэл эукариотууд тогтоогдсон боловч яг археологийн төрөл зүйлүүдийг тодорхойлж, судлах шаардлагатай хэвээр байна.
Амжилттай болсны дараа геномын судалгааны өсөлт геномын төсөл, энэ талбарт маш их хэрэгтэй филлипийг өгсөн. 2015-2020 оны хооронд хэд хэдэн судалгаагаар Асгард архео эукариотын өвөрмөц генийг авч явдаг. Тэдний геномууд нь эукариотуудад өвөрмөц гэж тооцогддог уургаар баяжуулсан байдаг. Эдгээр судалгаагаар Asgard archaea нь эукариоттой хамгийн ойр генетикийн хувьд тэдний геномд олон зуун эукариот шинж чанартай уураг (ESP) байдаг тул тодорхой тодорхойлсон.
Дараагийн алхам бол Асгардын археагийн дотоод зоорины бүтцийг бодитоор дүрслэн харуулах явдал бөгөөд ESP нь эсийн нарийн төвөгтэй бүтэц үүсэхэд гол үүрэг гүйцэтгэдэг гэж өргөнөөр хүлээн зөвшөөрөгдсөн ESP-ийн үүргийг баталгаажуулах явдал байв. Үүний тулд энэ археагийн өндөр баяжуулсан соёл хэрэгтэй байсан ч Асгард баригдашгүй, нууцлагдмал нэгэн гэдгээрээ алдартай. лабораторид судлахад хангалттай их хэмжээгээр тариалахад хүндрэл учруулдаг. 21 оны 2022-р сарын XNUMX-нд саяхан мэдээлэгдсэн судалгаагаар энэ хүндрэлийг одоо даван туулж байна.
Судлаачид зургаан жилийн шаргуу хөдөлмөрийн үр дүнд арга техникийг боловсруулж, лабораторид амжилттай ургуулж, өндөр баяжуулсан соёлыг бий болгосон.Candidatus Lokiarchaeum ossiferum', Асгардын бүлгийн гишүүн. Энэ нь судлаачдад Асгардын дотоод эсийн бүтцийг нүдээр харж, судлах боломжийг олгосон нь гайхалтай амжилт байлаа.
Баяжуулах соёлыг дүрслэхийн тулд крио-электрон томографийг ашигласан. Асгардын эсүүд нь коккоид эсийн биетэй, салаалсан цухуйсан сүлжээтэй байв. Эсийн гадаргуугийн бүтэц нь нарийн төвөгтэй байв. Цитоскелет нь эсийн бүх биед тархсан. Эрчилсэн хоёр судалтай утаснууд нь Локиактин (Lokiarchaeota-аар кодлогдсон актин гомологууд)-аас бүрдэнэ. Тиймээс, Асгардын эсүүд нь актин дээр суурилсан нарийн төвөгтэй эсийн араг ястай байсан бөгөөд судлаачдын үзэж байгаагаар анхны хувьслаас өмнө байсан. эукариотууд.
Эукариотуудын архей угсаа гарал үүслийн анхны бодит биет/харааны нотолгоо болохын хувьд энэ нь биологийн салбарт гарсан гайхалтай дэвшил юм.
***
Ашигласан материал:
- Woese CR and Fox GE, 1977. Прокариот домэйны филогенетик бүтэц: Анхдагч хаант улсууд. 1977 оны 74-р сард хэвлэгдсэн. PNAS. 11 (5088) 5090-XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.74.11.5088
- Хуэт, Ж., Et al 1983. Архебактери ба эукариотууд нь нийтлэг төрлийн ДНХ-ээс хамааралтай РНХ полимеразатай байдаг. EMBO J. 2, 1291–1294 (1983). DOI: https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1983.tb01583.x
- Ивабе, Н. Et al 1989. Давхардсан генийн филогенетик модноос гаргасан архебактер, эубактери, эукариотуудын хувьслын хамаарал. Прок. Натл Акад. Шинжлэх ухаан. АНУ 86, 9355–9359. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.86.23.9355
- Родригес-Оливейра, Т. Et al. 2022. Асгардын археон дахь актин эсийн араг яс ба нарийн төвөгтэй эсийн бүтэц. Нийтэлсэн: 21 оны 2022-р сарын 2022. Байгаль (XNUMX). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05550-y
***
