Микробиологи из разных стран пытаются вырастить в лабораториях археев Асгарда — крайне редких одноклеточных организмов, которые считаются одними из ближайших известных родственников эукариот. Именно к эукариотам относятся животные, растения и грибы. Исследования этих микроорганизмов уже дают ученым новые представления о том, как могла появиться сложная клеточная жизнь.
Археи Асгарда получили свое название в честь мира скандинавских богов. Впервые их обнаружили в 2015 году, когда исследователи нашли характерные фрагменты ДНК в донных отложениях Северной Атлантики. Геномы этих организмов содержали множество белков, которые раньше считались характерными преимущественно для эукариот. Это стало одним из важных аргументов в пользу гипотезы о тесной эволюционной связи между археями и организмами с клеточным ядром.
До недавнего времени изучать Асгардов можно было почти исключительно по генетическому материалу из окружающей среды. Самих клеток в образцах настолько мало, что выделить и вырастить их оказалось крайне сложно. Первую стабильную культуру удалось получить только в 2020 году. Исследователи Хироюки Имачи и Масару Нобу из японского агентства JAMSTEC потратили на эту работу около 12 лет. Еще через два года ученые Венского университета сообщили о культуре Lokiarchaeum ossiferum, полученной из морских отложений у берегов Словении.
С начала 2025 года исследователям удалось получить еще несколько культур. Некоторые из них уже изучают в Австралии и США. Одна из таких историй связана с Эмили Агилар-Пайн из Техасского университета в Остине. Исследовательница перевозила культуру архея на расстояние около 2,5 тыс. км в небольшой бутылке, помещенной в защитную упаковку с надписью «надежды и мечты». Даже ночью в гостинице она не оставляла образец без присмотра.
«Асгарды — безусловно, самое интересное, что случилось с микробиологией за последние 30−40 лет», — признал микробиолог Пол Карини из Университета Аризоны в Тусоне.Особый интерес к этим организмам связан с происхождением эукариот. Согласно распространенной гипотезе, примерно 2 млрд лет назад древний архей вступил в симбиоз с бактерией. Со временем эта бактерия превратилась в митохондрию — структуру, которая производит энергию внутри клеток. Именно появление митохондрий считается одним из ключевых этапов на пути к возникновению сложной жизни.
Однако остается вопрос, каким образом сравнительно простая клетка могла поглотить другую клетку. Для обычного архея такой процесс выглядел бы слишком сложным и энергозатратным. Поэтому ученые рассматривают альтернативные сценарии.
Один из них предложил исследователь Базз Баум. По его версии, архей мог не поглощать бактерию целиком, а постепенно окружать ее собственными выростами. Со временем эти структуры могли сомкнуться, сформировав более сложную клеточную архитектуру.
Наблюдения за современными археями Асгарда делают эту гипотезу особенно интересной. У некоторых из них обнаружены длинные ветвящиеся выросты, напоминающие щупальца. С их помощью клетки взаимодействуют с другими микроорганизмами, удерживают партнеров и обмениваются веществами. Такие особенности позволяют ученым непосредственно наблюдать черты, которые потенциально могли участвовать в переходе от простой клетки к эукариотической.
Каждая новая культура дает исследователям возможность изучать этот процесс уже не только по ДНК, но и на уровне строения и поведения живых клеток. При этом выращивание Асгардов остается крайне медленным и сложным процессом: некоторым культурам требуются годы, чтобы достичь количества, достаточного для полноценных экспериментов.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
