Znanstvenici su otkrili mikroskopski organizam s jednim od najmanjih genoma ikad. Sukunaarchaeum mirabile je neobični mikrob s toliko malo genetskih informacija da dovodi u pitanje naše razumijevanje toga koliko jednostavan organizam može biti, a da se i dalje smatra živim bićem.

Istraživači ga u početku uopće nisu tražili. Proučavali su jednostanični morski plankton vrste Citharistes regius, prikupljen u površinskim vodama uz obalu japanskog grada Shimode. Željeli su analizirati genetski materijal cijanobakterija koje žive u simbiozi s planktonom i tako bolje razumjeti razvoj njihova odnosa.

Među prikupljenim genetskim zapisima pronašli su neobičan, malen kružni genom sastavljen od samo 238.000 parova baza DNK. Otkriće je opisano u radu objavljenom u znanstvenom časopisu Current Biology, prenosi Science Alert.

Ime Sukunaarchaeum mirabile nadahnuto je japanskim šintoističkim božanstvom Sukunabikonom, poznatim po malom rastu i velikoj moći.

Genom manji od genoma nekih virusa

Ovaj mikroorganizam pripada arhejama, skupini jednostaničnih organizama koji su se nekoć često pogrešno svrstavali među bakterije. Iako su i arheje i bakterije jednostanične te nemaju staničnu jezgru omeđenu membranom, riječ je o evolucijski različitim skupinama.

Sukunaarchaeum mirabile izdvaja se iznimno malim genomom. Neki virusi imaju više genetskog materijala od njega, a pojedini dosežu stotine tisuća pa čak i milijune parova baza DNK. Ipak, virusi se prema uobičajenim definicijama ne smatraju samostalnim živim organizmima jer nemaju vlastiti metabolizam i ovise o stanicama domaćina kako bi se razmnožavali.

Ni Sukunaarchaeum nema gotovo nikakve gene potrebne za održavanje vlastitog metabolizma. Nedostaju mu prepoznatljivi metabolički putovi koji bi mu omogućili samostalno stvaranje energije i hranjivih tvari. Zbog toga je u ranijoj verziji istraživanja, objavljenoj kao preliminarni rad 2025. godine, opisan kao organizam koji funkcionira na način nalik virusima.

U konačnoj verziji rada istraživači izbjegavaju tu usporedbu, kako se ne bi stvorila zabuna oko njegova stvarnog taksonomskog položaja.

'Ključno pitanje pri definiranju života jest može li se nešto samo razmnožavati i može li to činiti samostalno', objašnjava molekularni biolog Thorsten Allers sa Sveučilišta u Nottinghamu. Prema njegovim riječima, otkriće pruža nove uvide u to koliko genetski jednostavna može biti živa stanica, a da i dalje može reproducirati vlastiti genetski materijal.

Parazit ili organizam koji se stapa s domaćinom?

Znanstvenici zasad nisu izravno vidjeli Sukunaarchaeum mirabile pod mikroskopom. Njegovo postojanje i svojstva poznati su na temelju analize genoma, a još nije u potpunosti razjašnjeno kako živi i djeluje unutar organizma domaćina.

Jedna od mogućnosti jest da se nalazi u procesu evolucijskog povezivanja s domaćinom, slično endosimbiontima koji žive unutar drugih stanica. Takvi su odnosi važni za razumijevanje evolucije složenih stanica.

Primjer su mitohondriji, strukture koje stanicama osiguravaju energiju i imaju vlastitu DNK. Prema široko prihvaćenoj endosimbiotskoj teoriji, potječu od bakterija koje su prije približno 1,5 milijardi godina ušle u stanice predaka današnjih eukariota i s vremenom postale njihov sastavni dio.

Međutim, istraživači smatraju da je u slučaju Sukunaarchaeuma vjerojatnije riječ o parazitu nego o organizmu koji s domaćinom ostvaruje uzajamnu korist. Endosimbionti obično domaćinu pružaju neku metaboličku prednost, dok ovaj mikrob nema poznate metaboličke sposobnosti koje bi mu omogućile takvu ulogu.

Ako se potvrdi da je parazit, mogao bi biti tek druga poznata parazitska arheja.

Dodatni trag krije se u njegovu genomu: približno četvrtina genetskog materijala posvećena je proizvodnji velikih membranskih proteina. Slični proteini pronađeni su i kod jedine druge poznate parazitske arheje, gdje sudjeluju u prodiranju u organizam domaćina.

Koliko malo DNK treba za život?

Unatoč gubitku gotovo svih gena potrebnih za stvaranje hranjivih tvari i energije, Sukunaarchaeum je zadržao velik dio mehanizama potrebnih za kopiranje vlastitog genoma i proizvodnju proteina na temelju genetskih uputa.

To upućuje na mogućnost da se približio minimalnoj količini genetskih informacija potrebnoj da organizam ostane samostalna stanica, iako je njegova stvarna razina samostalnosti još nepoznata.

Otkriće zato nije važno samo zbog iznimno malenog genoma. Ono otvara i šire pitanje o granici između samostalnog života i potpune ovisnosti o drugom organizmu. Daljnja istraživanja trebala bi pokazati kako Sukunaarchaeum mirabile preživljava, na koji način dolazi do resursa potrebnih za razmnožavanje i koliko ovisi o svojem domaćinu.