Прокариотические клетки, к которым относятся все бактерии и археи, являются древними и относительно простыми по сравнению с эукариотическими клетками, встречающимися у грибов, растений и животных. Ученые давно пытались понять, как эукариоты произошли от простых прокариот, у которых отсутствуют органеллы. Считалось, что митохондриальная органелла возникла в результате симбиоза, при котором две бактериальные клетки объединились. Эукариоты, возможно, произошли от клетки , содержащей митохондрии, которые затем слились с клеткой археи, но прямых доказательств существования такого организма мало, особенно потому, что микробы не оставляют окаменелостей, которые легко отследить.
Асгардские археи суперфилума были предложены как прокариоты, имеющие наибольшее сходство с эукариотами, отчасти потому, что они несут гены, которые когда-то считались обнаруженными только в геномах эукариот.
В новом исследовании , опубликованном в журнале Science Advances , исследователи оценили рентгеновские структуры белков тубулина Асгарда, полученных из живых образцов архей типа Odinarchaeota, которые живут вблизи гидротермальных источников.
Считается, что почти все бактерии и археи несут белок под названием FtsZ, который участвует в делении клеток у бактерий. FtsZ является гомологом тубулина, который необходим для организации эукариотических клеток и помогает разделять хромосомы во время деления эукариотических клеток.
Два гена, которые должны были кодировать FtsZ, были обнаружены в геноме Odinarchaeota вместе с другим геном, который исследователи назвали OdinTubulin. Белок, который кодирует OdinTubulin, имеет больше общего с эукариотическим белком тубулином, чем с прокариотическим белком FtsZ.
Как половое размножение развилось из бесполого размножения у прокариот, долгое время оставалось загадкой. Большинство прокариот имеют кольцевой геном, который просто копируется и затем помещается в дочернюю клетку, в то время как репликация хромосом и тщательное разделение новых копий на две новые клетки у эукариот гораздо сложнее. Это исследование помогает восполнить этот пробел.
«Эти новые белки архей Асгарда, которые ученые назвали OdinTubulin, что является еще одним признанием скандинавского пантеона, похожи как на эукариотические тубулины, так и на прокариотические белки FtsZ», — отметил соавтор исследования Самсон Али из Университета Нагоя и Университета Окаяма.
«Таким образом, OdinTubulin может представлять собой эволюционное промежуточное звено между прокариотическими FtsZ и эукариотическими формирующими микротрубочки тубулинами», — добавил соавтор исследования Линь Т. Тран из Университета Окаямы.