Onderzoekers hebben een nieuw archeon in symbiotische relatie ontdekt in een marien microbieel systeem dat een extreme genoomreductie vertoont met een sterk uitgeklede genoomlengte van slechts 238 kbp en een extreme functionele voorkeur heeft voor genetische informatieverwerking. Het genoom codeert voornamelijk voor de mechanismen voor DNA-replicatie, transcriptie en translatie. Het mist vrijwel alle metabole routes en is daardoor volledig afhankelijk van de gastheer. De voorlopige naam Candidatus Sukunaarchaeum mirabile is in wezen een cellulaire entiteit die alleen zijn replicatieve kern heeft behouden en is geëvolueerd tot een virale levenswijze. Omdat Sukunaarchaeum mirabile fungeert als schakel tussen cellulaire entiteiten en virussen, dwingt deze ontdekking ons tot nadenken over de minimale vereisten van cellulair leven.
Dinoflagellaten zijn een groep eukaryote eencellige algen met twee verschillende flagella. Ze bestaan voornamelijk uit marien plankton en staan erom bekend symbiotische microbiële gemeenschappen in stand te houden.
In een recent onderzoek werd de genoomamplificatie van individuele cellen van bacteriën geassocieerd met de dinoflagellaat onderzocht Citharistes regius onthulde de aanwezigheid van een zeer ongebruikelijke circulaire sequentie van 238 kbp met een laag GC (guanine-cytosine)-gehalte van 28.9%. Er werd vastgesteld dat de sequentie het complete genoom van een prokaryoot vertegenwoordigde. Verdere analyse wees uit dat het organisme dat dit genoom draagt een archeon is. Tot nu toe is het kleinste bekende complete archeale genoom het 490 kbp genoom van Nanoarchaeum equitans. Het archeeongenoom dat in deze studie werd ontdekt, is minder dan de helft zo groot, maar blijkt zeer compleet te zijn. Nader onderzoek bevestigde dat het inderdaad een compleet archeeongenoom vertegenwoordigt en is benoemd tot Candidatus Sukunaarchaeum mirabile.
Het nieuw ontdekte archeon Ca. Sukunaarchaeum mirabile Vertoont een extreme genoomreductie met een sterk uitgeklede genoomgrootte van slechts 238 kbp (ter vergelijking: de genoomgrootte van typische archaea is ongeveer 0.5 tot 5.8 Mbp, terwijl de genoomgrootte van virussen varieert van 2 kb tot meer dan 1 Mbp). Bovendien blijkt het een extreme functionele voorkeur te hebben voor genetische informatieverwerking. Het codeert voornamelijk voor de machines voor DNA-replicatie, transcriptie en translatie. Het mist vrijwel alle metabole routes en is daarom volledig afhankelijk van de gastheer.
Ca. Sukunaarchaeum mirabile lijkt op virussen doordat ze een minimaal genoom hebben dat gewijd is aan genetische zelfbehoud en absolute afhankelijkheid van de gastheer, noodzakelijk gemaakt door metabolische reductie. In tegenstelling tot virussen echter, Sukunaarchaeum mirabile Beschikt over een eigen transcriptioneel en translationeel apparaat en ribosomen. Het mist geen genen voor het kernreplicatiemechanisme en is hiervoor niet afhankelijk van de gastheer. Dit is het belangrijkste onderscheid tussen cellulaire entiteiten en virussen. Sukunaarchaeum mirabile is in wezen een cellulaire entiteit die enkel zijn replicatieve kern heeft behouden en die is geëvolueerd om een virale bestaanswijze te benaderen.
Met Sukunaarchaeum mirabile Deze ontdekking fungeert als schakel tussen cellulaire entiteiten en virussen en dwingt ons tot nadenken over de minimale vereisten voor cellulair leven.
***
Referenties:
- Harada R., c.s. 2025. Een cellulaire entiteit die alleen zijn replicatieve kern behoudt: verborgen archeale afstammingslijn met een ultra-gereduceerd genoom. Preprint op bioRxiv. Ingediend op 02 mei 2025. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781
***
Gerelateerde artikelen:
- Eukaryoten: verhaal van zijn archaeale afkomst (31 december 2022)
***
