Исследователи пришли к выводу, что микроорганизм, обладающий одним из самых маленьких известных геномов, заставляет ученых пересмотреть границы того, что определяет жизнь. Этот организм, названный Sukunaarchaeum mirabile, содержит всего 238 тысяч пар оснований ДНК и имеет настолько упрощенную генетическую структуру, что, по всей видимости, нуждается в другом организме для выживания.
Открытие произошло случайно во время исследования одноклеточного планктона Citharistes regius, который был собран в поверхностных водах моря у побережья Симоды в Японии. Ученые изучали генетический материал цианобактерий, живущих в симбиозе с этим планктоном, когда обнаружили небольшую кольцевую последовательность ДНК, привлекшую внимание команды.
Результаты этого исследования были опубликованы в научном журнале Current Biology и объединили специалистов из областей биологии и компьютерных наук. Sukunaarchaeum mirabile также демонстрирует существенные ограничения: его геном не содержит почти всех генов, которые обычно необходимы для самостоятельного поддержания метаболизма, что означает, что он, по-видимому, не способен самостоятельно производить все необходимое для своего существования.
Когда предварительные результаты были представлены в 2025 году, исследователи сравнивали его существование с вирусом. Однако в финальной версии исследования это сравнение было отброшено, чтобы избежать путаницы в его биологической классификации.
Как организм выживает с таким малым количеством генетической информации
Одна из ключевых проблем, поднятых этим открытием, заключается в том, как организм может поддерживать жизнь при таком ограниченном объеме генетической информации. По словам исследователей, микроорганизм утратил почти все гены, необходимые для производства питательных веществ и энергии, но сохранил значительную часть механизмов, отвечающих за копирование собственного генома и синтез белков на основе ДНК.
Такое сочетание указывает на то, что он находится близко к минимальному порогу генетической информации, необходимому для того, чтобы клетка могла продолжать размножаться и поддерживать свой генетический материал. Торстен Аллерс, молекулярный биолог из Университета Ноттингема в Великобритании, подчеркивает, что способность к репликации и степень автономии этого процесса являются центральными вопросами при определении понятия жизни.
По мнению ученого, данное открытие предоставляет новые сведения о том, насколько простой может стать живая клетка, сохраняя при этом способность к воспроизводству и поддержанию своей генетической информации. Среди известных организмов с меньшим объемом генетического материала, чем Sukunaarchaeum mirabile, находятся бактерии, которые стали настолько зависимыми от симбиотических хозяев, что фактически потеряли свою идентичность как отдельные организмы.
Исследователи также рассматривают вероятность того, что микроорганизм является паразитом, а не партнером, приносящим пользу организму-хозяину. Одна из гипотез заключается в том, что он находится в процессе интеграции с хозяином — феномен, который может помочь понять, как сложные клетки возникли в ходе эволюции. Митохондрии, структуры, ответственные за большую часть выработки энергии в человеческих клетках, служат примером такого эволюционного взаимодействия; согласно научному объяснению, они произошли от бактерий, которые начали жить внутри эукариотических клеток около 1,5 миллиарда лет назад и сохранили собственную ДНК.
Однако в случае с Sukunaarchaeum mirabile ученые не нашли достаточных доказательств, чтобы сделать вывод о наличии взаимовыгодных отношений. Поскольку организм, по-видимому, не обеспечивает явного метаболического преимущества хозяину, команда рассматривает возможность паразитизма. Еще один признак заключается в том, что примерно четверть его генома посвящена производству крупных мембранных белков. Подобные белки уже были обнаружены в других паразитических археях, участвующих в механизмах вторжения в хозяина.
На данный момент Sukunaarchaeum mirabile известен только по его геному, поскольку исследователи еще не наблюдали его напрямую в микроскоп. Поэтому его образ жизни и отношения с планктоном остаются открытыми вопросами. Это исследование расширяет знания о пределах генетического уменьшения и о различных стратегиях, которые могут развивать организмы для выживания, даже имея крайне ограниченный набор генов.