Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Na początku nauki biologii stykamy się z dwoma podstawowymi typami komórek. Komórki proste – prokariotyczne – nie zawierają jądra komórkowego i organelli. Organizmami jednokomórkowymi o budowie priokariotycznej są np. bakterie. Komórki złożone – eukariotyczne – posiadają wysoce skomplikowaną strukturę wewnętrzną i to właśnie one tworzą wszystkie złożone organizmy: zwierzęta, rośliny i grzyby.

Już w latach 70. ubiegłego wieku Carl Woese z Uniwersytetu Illinois odkrył nową grupę organizmów – archeony. Były podobne do bakterii i podobnie jak one – pozbawione jądra komórkowego, dlatego też zaliczono je razem z nimi do prokariontów. Problem polega na tym, że analiza DNA archeonów wskazuje na wyjątkowe podobieństwo do genów eukariotycznych, choć pod względem budowy obie grupy dzieli przepaść. Poza tym eukarionty pojawiają się w przyrodzie w pełni uformowane. Wyjaśnienie, skąd się wzięły i jak ewoluowały z komórek prokariotycznych, jest jedną z kluczowych kwestii dzisiejszej biologii.

Dr Thijs Ettema z Uniwersytetu w Uppsali (Szwecja) doszedł do wniosku, że aby rozwiązać zagadkę eukariontów, trzeba poszukiwać jej w jednej konkretnej grupie archeonów. Po uzyskaniu dużego europejskiego grantu dr Ettema zaprosił do współpracy m.in. dr Zarembę-Niedźwiedzką, również pracownika naukowego tej najstarszej w Skandynawii uczelni. W zespole znaleźli się także badacze z uniwersytetów w norweskim Bergen oraz w Wiedniu.

Grupa archeonów, które upatrzył sobie dr Ettema, żyje głównie w trudno dostępnych, ekstremalnych środowiskach w Oceanie Atlantyckim. Najcenniejsza z próbek została zaczerpnięta na głębokości 2352 metrów, a stało się to niedaleko Zamku Lokiego, czyli systemu hydrotermalnego na grzbiecie śródatlantyckim pomiędzy Grenlandią a Norwegią. By więc uczcić to miejsce, nowe archeony nazwano Lokiarcheota, w skrócie Loki. Warto zauważyć, że olbrzym Loki, zaliczany do panteonu bogów nordyckich, posiadał umiejętność przemiany, wydaje się więc być w tym przypadku patronem wyjątkowo trafionym.

W DNA archeonu Loki znaleziono wiele genów typowych dla organizmów eukariotycznych, w tym geny kodujące białka odpowiedzialne za nadanie komórce odpowiedniego kształtu czy też geny pozwalające na wchłanianie elementów otoczenia podczas fagocytozy – procesu charakterystycznego właśnie dla komórek eukariotycznych. A jeśli tak to praformy eukariontów mogły niegdyś w ten sposobów zdobyć swoje pierwsze organelle komórkowe.

Jak podkreślają badacze, mimo niezwykłej wagi tego odkrycia, nauka jest wciąż na bardzo wczesnym stadium eksplorowania tego mikroświata. Dopiero teraz dysponujemy technologiami, które pozwalają na badanie tzw. mikrobiologicznej ciemnej materii, znajdującej się z reguły w środowiskach tak ekstremalnych, jak okolice Zamku Lokiego. Tam na przykład życie poddawane jest z jednej strony wpływowi aktywności wulkanicznej, a z drugiej – niskiej temperaturze.

Dr Ettema, dr Zaremba-Niedźwiedzka oraz reszta zespołu mają ogromną nadzieję, że dalsza praca nad mikrobiologiczną ciemną materią dostarczy jeszcze więcej informacji na temat powstania i ewolucji komórek eukariotycznych.

Na podstawie artykułów: „Odkryto brakujące ogniwo w ewolucji złożonych komórek” (serwis Nauka w Polsce), „Naukowcy znaleźli Lokiego – naszego mikroprzodka! Zagubione ogniwo ewolucji” (serwis Wyborcza.pl) oraz „Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes” (portal Nature.com).