Minimál-élet: a legkisebb földi élőlények

Karl Stetter mikrobiológus és kollégái 2002 májusában egy új mikroba felfedezését jelentették be, amely mindössze 400 nanométer átmérőjű, s egy másik mikrobán él. Az új faj minden eddiginél kisebb genetikai állománnyal rendelkezik.

Archebaktériumok vagy archeák:

másképpen ősbakté-riumok; az élővilág ma már legmagasabb rendszertani szin-ten elkülönített csoportja. Az archebaktériumok tehát külön biro-dalmat alkotnak a valódi baktériumok (eubaktériumok) és az eukarióták mellett. Elkülönítésüket sok szempontból egyedi biokémiai és geneti-kai szerveződésük indokolja. Feltehe-tően az utolsó közös őshöz legköze-lebb álló szerveze-tek, s belőlük ala-kultak ki az eukari-óták. Zömükben extremofil szerveze-tek.

Amennyiben a hamarosan tudományos közlésre kerülő genetikai adatok valóban az előre bejelentett módon alakulnak, akkor a Nanoarchaeum equitans nevű, idén májusban felfedezett fajt joggal nevezhetjük majd a Föld legegyszerűbb ismert organizmusának. Ez a mikroba az ún. archebaktériumok vagy archeák birodalmába tartozik, amelyek feltehetően a legelső sejtekhez, azaz az utolsó közös őshöz legközelebb álló szervezetek.

Karl Stetter mikrobiológus és kollégái (Regensburg Egyetem és Max Planck Intézet, Németország) 2002 májusában Izland északi partjainál gyűjtöttek kőzetmintákat, az Atlanti-hátság forróvizes feltöréseinek környezetéből. A 120 méteres mélységből felhozott anyag mindjárt két felfedezéssel szolgált.

Találtak egy új archeát, amely az Igniococcus ("tűzgömb") nevet kapta. Amikor megkezdték laboratóriumi tenyésztését és részletes vizsgálatát, következett a második, sokkal meglepőbb felfedezés: az Igniococcus-sejtek felszínén, azokhoz kapcsolódva apró, gömbszerű alakzatokat láttak, amelyek átmérője mindössze 400 nanométernek adódott. Az elektronmikroszkópos vizsgálatok során kiderült, hogy az apró alakzatok is igazi, élő sejtek, amelyek belső szerkezettel rendelkeznek. Az új faj a Nanoarchaeum equitans nevet kapta (a név első fele "törpe archaeát" jelent, míg a második arra utal, hogy egy nagyobb sejten "lovagolnak"). A kutatók beszámolója a Nature-ben jelent meg, 2002 májusában.

A Nanoarchaeum equitans (a kisebb sejtek) az Ignicoccus nevű nagyobb sejtekhez, "vendéglátójukhoz" kapcsolódva. A jobb alsó sarokban látható vonal 5 mikrométer hosszú Fotó: Univ. Regensburg

Stetter és kollégái arról számoltak be, hogy sikerült a két élőlény elkülönítése, s megkezdték biokémiai és genetikai vizsgálataikat. Kiderült, hogy a Nanoarchaeum equitans nem tenyészhető a nagyobb archeák, azaz gazdáik nélkül. Az Igniococcus viszont önállóan is osztódott.

Az igazi meglepetés ezután következett: a minden ismert faj esetében alkalmazható DNS-vizsgálati módszerek - amelyekkel az evolúciós kutatásoknál szokásos módon a riboszomális RNS (rRNS) génjeit akarták kutatni - a kis élőlényeknél használhatatlannak bizonyultak: nem lehetett velük DNS-t kimutatni.

Közösen tenyésztett Ignicoccus (zöld) és Nanoarchaeum equitans (vörös) Fotó: Univ. Regensburg

Egy másféle DNS-detektálási módszerrel sikerült két rRNS génjét kimutatni a két faj közös tenyészetében, ám ezek közül csak az egyiket, amikor a nagyobb sejteket önmagukban tenyésztették: vagyis a másik gén a Nanoarchaeum equitans genomjában volt. Ez a gén azonban annyira eltér minden ismert organizmus hasonló génjétől, hogy a kutatók új archaea-törzs bevezetését javasolják.

Az utóbbi hónapokban Stetter és kollégái világszerte több hasonló élőlényt találtak. A különbözőségük azonban mégis arra utal, hogy egy korábban ismeretlen, ám nagyon gazdag és szerteágazó rendszertani csoportot fedeztek fel.

A kutatók ígéreteik szerint rövidesen közlik a Nanoarchaeum equitans teljes genetikai információit, amelyet időközben feltérképeztek. "Ez az eddigi legkisebb genommal rendelkező komplex élőlény" - mondja Stetter. Az előzetes közlések szerint a genom mindössze 500 ezer bázispárt tartalmaz (az emberé 3 milliárdot). Ezzel valóban kisebb, mint a jelenlegi hivatalos csúcstartó, a Mycoplasma genitalium (lásd korábbi cikkünket).

"A Nanoarchaeum és a többi hasonló faj állhat legközelebb a legősibb élőlényekhez, minden élőlény közös őseihez - vagyis nagyon mélyen helyezkedik el az élet törzsfáján" - mondja Stetter. "Hogy milyen mélyen, azt hamarosan megmutatjuk a cikkünkben."