Αρχαία μικρόβια αφηγούνται το πόσο πολύπλοκη ήταν η εξέλιξη της ζωής στην Γη

Τα αρχαία μικρόβια προσφέρουν ενδείξεις για το πόσο πολύπλοκα εξελίχθηκε η ζωή.

Τα μικρόβια ρίχνουν φως στο πώς οι μονοκύτταροι πρόγονοί μας αναμείξανε το DNA του ιού στον δικό τους γενετικό κώδικα.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ένας μονοκύτταρος οργανισμός, στενός συγγενής των ζώων, φιλοξενεί τα υπολείμματα των αρχαίων γιγάντων ιών υφασμένα στον δικό του γενετικό κώδικα. Αυτό το εύρημα ρίχνει φως στο πώς πολύπλοκοι οργανισμοί μπορεί να έχουν αποκτήσει μερικά από τα γονίδιά τους και υπογραμμίζει τη δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ των ιών και των ξενιστών τους.

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Science Advances αποκαλύπτει μια εκπληκτική ανατροπή στην εξελικτική ιστορία της πολύπλοκης ζωής. Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου ανακάλυψαν ότι ένας μονοκύτταρος οργανισμός, στενός συγγενής των ζώων, φιλοξενεί τα υπολείμματα αρχαίων γιγάντων ιών υφασμένα στον δικό του γενετικό κώδικα. Αυτό το εύρημα ρίχνει φως στο πώς πολύπλοκοι οργανισμοί μπορεί να έχουν αποκτήσει μερικά από τα γονίδιά τους και υπογραμμίζει τη δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ των ιών και των ξενιστών τους.

Η μελέτη επικεντρώθηκε σε ένα μικρόβιο που ονομάζεται Amoebidium[φωτογραφία], ένα μονοκύτταρο παράσιτο που βρίσκεται σε περιβάλλοντα γλυκού νερού.

Αναλύοντας το γονιδίωμα του Amoebidium, οι ερευνητές με επικεφαλής τον Dr Alex de Mendoza Soler, Senior Lecturer στο Queen Mary's School of Biological and Behavioral Sciences, βρήκαν μια εκπληκτική αφθονία γενετικού υλικού που προέρχεται από γιγάντιους ιούς -- μερικούς από τους μεγαλύτερους ιούς που είναι γνωστοί στην επιστήμη.

Αυτές οι ιικές αλληλουχίες ήταν σε μεγάλο βαθμό, μια χημική ετικέτα που συχνά αποσιωπά τα γονίδια.

«Είναι σαν να βρίσκεις δούρειους ίππους που κρύβονται μέσα στο DNA του Amoebidium», εξηγεί ο Dr de Mendoza Soler.

«Αυτές οι ιογενείς εισαγωγές είναι δυνητικά επιβλαβείς, αλλά το Amoebidium φαίνεται να τις κρατά υπό έλεγχο με το να τις σιγεί χημικά».

Στη συνέχεια, οι ερευνητές διερεύνησαν πόσο διαδεδομένο μπορεί να είναι αυτό το φαινόμενο. Συνέκριναν τα γονιδιώματα πολλών προϊόντων απομόνωσης Amoebidium και βρήκαν σημαντική διαφοροποίηση στο περιεχόμενο του ιού.

Αυτό υποδηλώνει ότι η διαδικασία ενσωμάτωσης και αποσιώπησης του ιού είναι συνεχής και δυναμική.

«Αυτά τα ευρήματα αμφισβητούν την κατανόησή μας για τη σχέση μεταξύ των ιών και των ξενιστών τους», λέει ο Δρ de Mendoza Soler.

«Παραδοσιακά, οι ιοί θεωρούνται εισβολείς, αλλά αυτή η μελέτη προτείνει μια πιο περίπλοκη ιστορία. Οι εισαγωγές ιών μπορεί να έπαιξαν ρόλο στην εξέλιξη πολύπλοκων οργανισμών παρέχοντάς τους νέα γονίδια. Και αυτό επιτρέπεται από τη χημική εξημερότητα αυτών των εισβολέων στο DNA ».

Επιπλέον, τα ευρήματα στο Amoebidium προσφέρουν ενδιαφέροντες παραλληλισμούς με το πώς αλληλεπιδρούν τα δικά μας γονιδιώματα με τους ιούς. 

Παρόμοια με το Amoebidium, οι άνθρωποι και άλλα θηλαστικά έχουν υπολείμματα αρχαίων ιών, που ονομάζονται Endogenous Retroviruses, ενσωματωμένα στο DNA τους. Ενώ αυτά τα υπολείμματα θεωρούνταν προηγουμένως ότι είναι ανενεργό «άχρηστο DNA», μερικά μπορεί τώρα να είναι ευεργετικά. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους γιγάντιους ιούς που βρίσκονται στο Amoebidium, οι ενδογενείς Ρετροϊοί είναι πολύ μικρότεροι και το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι σημαντικά μεγαλύτερο. Η μελλοντική έρευνα μπορεί να διερευνήσει αυτές τις ομοιότητες και διαφορές για να κατανοήσει την περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ των ιών και των πολύπλοκων μορφών ζωής.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου .

Luke A. Sarre, Iana V. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marine Olivetta, Hiroshi Suga, Omaya Dudin, Arnau Sebé-Pedrós, Alex de Mendoza. DNA methylation enables recurrent endogenization of giant viruses in an animal relative. Science Advances, 2024; 10 (28) DOI: 10.1126/sciadv.ado6406