Bizi-formen ohiko multzokatzea prokarioto eta eukariotoetan 1977an berrikusi zen, rRNA-ren sekuentziaren karakterizazioak agerian utzi zuenean arkeoak (orduan 'arkebakterioak' deitzen zirenak) "bakterioekin bakterioekin bezain urrun erlazionatuta" daudela. eubakterioetan (bakterio tipiko guztiek osatzen dute), arkeoetan eta eukariotoetan. Eukariotoen jatorriaren auzia geratu zen. Bere garaian, frogak hasi ziren eraikitzen eukariotoen arbaso arkealaren alde. Bereziki interesgarria izan zen Asgard arkeak genoman eukariotoen sinadura proteina (ESP) gene batzuk dituela aurkitzea. ESPek zeregin erabakigarria dute eukariotoen zitoeskeletoaren eta egitura zelular konplexuen ezaugarrien garapenean. 21ko abenduaren 2022ean argitaratutako ikerketa aurrerapen batean, ikertzaileek Asgard arkeo iheskorren kultura aberastu baten hazkuntza arrakastatsua izan dela jakinarazi dute, krioelektroniaren tomografia erabiliz irudikatu zutena. Asgard zelulek aktinan oinarritutako zitoeskeleto konplexua zutela ikusi zuten. Hau izan zen eukariotoen arbaso arkeoaren lehen froga zuzena, eukariotoen jatorria ulertzeko urrats esanguratsua.
1977ra arte, Lurreko bizi-formak multzokatu egiten ziren eukariotoetan (forma konplexuak zelularen material genetikoak ondo zehaztutako nukleo batean sartzeaz eta zitoeskeletoa egoteaz bereizten dira) eta prokariotoak (bizimodu sinpleagoak zitoplasman material genetikoa duten nukleo zehatzik gabe, bakterioak eta arkeobakterioak barne). Zelularra zela uste zen eukariotoetan Duela 2 milioi urte inguru eboluzionatu zen, ziurrenik prokariotoetatik. Baina, nola sortu ziren zehazki eukariotoak? Nola daude zelula-forma konplexuak, zelula-forma sinpleagoekin lotuta? Galdera ireki handi bat zen biologian.
Geneen eta proteinen biologia molekularraren aurrerapen teknologikoek arazoaren muinean sakontzen lagundu zuten, 1977an, arkeoak (orduan "arkebakterioak" deitzen zirenak) "" zirela aurkitu zutenean.bakterioekin bezain urrutiko erlazionatuta daude bakterioekin eukariotoetan'Bizi-formak prokariotoen eta eukariotoen arteko bereizketa zelulen organuluen mailan dauden desberdintasun fenotipikoetan oinarritzen zen. Erlazio filogenetikoa, aldiz, oso banatuta dagoen molekula batean oinarritu behar da. RNA erribosomikoa (rRNA) sistema autoerreplikatzaile guztietan dagoen eta bere sekuentziak denborarekin oso gutxi aldatzen diren biomolekula bat da. rRNA-ren sekuentziaren karakterizazioan oinarritutako analisiak izaki bizidunak eubakteriatan (bakterio tipiko guztiak osatuta) taldekatu behar izan zituen. arkeoak, eta eukariotoak1.
Ondoren, arkeoen eta eukariotoen arteko harreman estuagoaren frogak sortzen hasi ziren. 1983an aurkitu zen arkeoen eta DNAren menpeko RNA polimerasak eukariotoetan mota berekoak dira; biek propietate immunokimiko izugarri antzekoak erakusten dituzte eta biak arbasoen egitura komun batetik eratorriak dira2. Proteina bikote baten zuhaitz filogenetiko konposatu batean oinarrituta, 1989an argitaratutako beste ikerketa batek, arkeoek eukariotoekin duten erlazio estuagoa agerian utzi zuen ebakterioekin baino.3. Ordurako, jatorri arkeala eukariotoetan ezarri zen baina espezie arkeo zehatzak identifikatu eta aztertzeko geratzen ziren.
Ikerketa genomikoen hazkundea arrakastaren ondoren genoma proiektua, behar-beharrezkoa den betegarri bat eman zion eremu honi. 2015-2020 bitartean, hainbat ikerketek aurkitu zuten Asgard arkeoak eukariotoen gene espezifikoak daramate. Haien genomak eukariotoen espezifikotzat jotzen diren proteinetarako aberasten dira. Azterketa hauek argi eta garbi identifikatu zuten Asgard arkeoek eukariotoarekiko hurbiltasun genetikorik handiena zutela beren genoman ehunka sinadura proteina eukariotikoen (ESP) generen presentziagatik.
Hurrengo urratsa Asgard arkeoen barneko upategiaren egitura fisikoki ikusaraztea izan zen, ESP-en eginkizuna baieztatzeko, oso zabalduta dagoenez, ESP-ek egitura zelula konplexuen eraketan funtsezko eginkizuna betetzen duela. Horretarako, arkeo honen kultura oso aberastuak behar ziren baina Asgard iheskorra eta misteriotsua dela jakina da. laborategian aztertzeko nahikoa kantitate handietan lantzeko zailtasunak eraginez. Duela gutxi 21ko abenduaren 2022ean jakinarazitako ikerketa baten arabera, zailtasun hori gaindituta dago.
Ikertzaileek, sei urteko lan gogorraren ondoren, teknikak inprobisatu eta arrakastaz landu dute laborategian, kultura oso aberastua.Candidatus Lokiarchaeum ossiferum', Asgard filumeko kidea. Hori lorpen nabarmena izan zen, gainera, honek ikertzaileei Asgard-eko barne egitura zelularrak ikusi eta aztertzeko aukera eman zielako.
Krioelektroniaren tomografia erabili zen aberastearen kultura irudikatzeko. Asgard zelulek zelula kokoideen gorputzak eta irtengune adarkatuen sare bat zituzten. Zelulen gainazaleko egitura konplexua zen. Zitoeskeletoa gorputz zeluletan zehar hedatua. Hari bikoitzeko harizpi bihurrituek Lokiactina osatzen dute (hau da, Lokiarchaeota-k kodetutako aktina homologoek). Horrela, Asgard zelulek aktinan oinarritutako zitoeskeleto konplexua zuten, ikertzaileek proposatutakoa, lehenengoaren bilakaera baino lehenagokoa. eukariotoetan.
Eukariotoen arbaso arkeoen lehen froga fisiko/bisual zehatza izanik, biologian aurrerapen nabarmena da.
***
References:
- Woese CR eta Fox GE, 1977. Domeinu prokariotoaren egitura filogenetikoa: erreinu primarioak. 1977ko azaroan argitaratua. PNAS. 74 (11) 5088-5090. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.74.11.5088
- Huet, J., et al 1983. Arkebakterioek eta eukariotoek mota arrunteko DNAren menpeko RNA polimerasak dituzte. EMBO J. 2, 1291–1294 (1983). DOI: https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1983.tb01583.x
- Iwabe, N., et al 1989. Bikoiztutako geneen zuhaitz filogenetikoetatik ondorioztaturiko arkebakterioen, eubakterioen eta eukariotoen eboluzio-erlazioa. Proc. Natl Acad. Zientzia. AEB 86, 9355–9359. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.86.23.9355
- Rodrigues-Oliveira, T., et al. 2022. Aktina zitoeskeletoa eta zelula arkitektura konplexua Asgard arkeoi batean. Argitaratua: 21ko abenduaren 2022a. Nature (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05550-y
***
