Új csoportot rejthet a biológiai "sötét anyag"

Kellő távolságból szemlélve az élet fája nem tűnik túl bonyolultnak, három nagy ág nyúlik ki a középpontjából, az élet három doménje: baktériumok, archeák és eukarióták. Egy biológus csoport szerint a kép mégsem ilyen egyszerű, hamarosan felfedezhetjük az élet negyedik doménjét.

A merész kijelentés a világ óceánjaiból begyűjtött vízminták elemzéseinek az eredménye. Jonathan Eisen Davisben, a Kalifornia Egyetem Genom Központjában olyan génszekvenciákat azonosított a mintákban, amik szokatlanságukból kifolyóan az általunk ismert celluláris élettel csak igen távolról rokonítható, olyannyira távolról, hogy a hozzá tartozó organizmus egy teljesen új csoport tagja lehet. Bolygónkon a legtöbb faj parányi egysejtű, ahhoz pedig, hogy megtalálják hol a helyük az élet fáján, a biológusoknak laboratóriumban is ki kellene tenyészteni ezeket, hogy elegendő DNS álljon rendelkezésre a genetikai elemzések elvégzéséhez. A gond az, hogy ezeknek a sejt fajoknak a többsége, megközelítőleg 99 százaléka nem tenyészthető laboratóriumi körülmények között. "Ezek alkotják a biológiai univerzum sötét anyagát" - mondta Eisen.


Ennek a "sötét anyagnak" a vizsgálatához Eisen Craig Venter és munkatársai segítségével a J. Craig Venter Intézetben egy viszonylag új módszerhez, a metagenomikához folyamodtak, amivel bármilyen DNS mintát szekvenálhatnak, származzon az a környezetből, vagy egy laboratóriumi tenyészettől, magyarázta Eisen.

Eisen és Venter meglepve észlelte, hogy a Globális Óceán Mintavételi Expedíció által begyűjtött mintákban egyes, két gén szuper-családhoz (recA és rpoB) tartozó szekvenciák egyetlen korábban látotthoz sem hasonlítanak. "A kérdés, honnan származnak?" - mondta Eisen. Mivel a kutatók még nem tudják mely organizmusokhoz tartoznak a gének, a kérdés megválaszolatlan marad. Eisen szerint két lehetőség van. "Képviselhetnek egy szokatlan vírust, ami elég érdekes. Ennél is érdekesebb azonban az a lehetőség, hogy az élet fájának egy teljesen új ágáról van szó"

Az izgalmas, ugyanakkor vitatható elmélet vegyes reakciókat váltott ki. "Kitűnő, körültekintő munka" - értékelte Eugene Koonin, a bethesdai Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ munkatársa. Mások szerint azonban még túl korai a sejtekből álló élet negyedik doménjéről beszélni. Radhey Gupta, a kanadai McMaster Egyetemen a felfedezést "nagyon izgalmasnak" nevezte, ugyanakkor felhívja a figyelmet más magyarázatok létezésére is.

Például a szekvenciák származhatnak egyedi környezetben élő celluláris organizmusoktól, melyek génjeiben a speciális közeg gyors evolúciót váltott ki. Ebben az esetben a szekvenciák hamis képet festhetnek, könnyen elképzelhető, hogy az "új" életformák nem is olyan régen ágaztak el a többitől. "Még mindig vitatott, hogyan különböztessük meg egyértelműen az élet három doménjét, és hogyan hozhatók kapcsolatba egymással" - mondta Gupta. "Egy negyedik domén csak tovább fokozná ezt a zavart"

Eric Baptiste, a párizsi Pierre és Marie Curie Egyetemen fogékonyabb Eisen és Venter munkájára. "Tény, hogy rengeteg genetikai különbözőség létezik, és megkérdőjelezhetetlen, hogy a legtöbb ismeretlen számunkra" - mondta. "Úgy vélem jogos a felvetés, hogy valami teljesen új dolog lehet a vizekben"

A minták további elemzéseiből kiderülhet, hogy a két tanulmányozott géncsalád fejlődése szokatlan gyorsasággal ment végbe, vagy egy általánosan bizarr génállománnyal rendelkező celluláris organizmustól ered. A mintákból az is ki fog derülni, hogy a különös genetikai szekvenciák pontosan mely organizmusokhoz tartoznak, tette hozzá Eisen.


A tudósoknak nem először kellene újra rajzolniuk az élet fáját, ha bizonyosságot nyer egy új domén létezése. Az 1990-es évekig mindössze két nagy ág létezett, az eukariótáké, amibe az állatok, a növények és a gombák mellett még néhány különös faj, többek közt a nyálkagombák tartoztak, míg a másik ágon helyezkedett el minden más, ami nem sorolható az eukariótákhoz. Idővel egy génelemzés azonban rávilágított, hogy a "minden más" ág két doménre, baktériumokra és archeákra osztható.

Eisenék munkájától függetlenül azonban már jelenleg is vannak olyan hangok, amik szerint a legnagyobb ismert vírus, a mimivírus ugyancsak egy új domént képvisel. Annak ellenére, hogy egy vírusról van szó, sok olyan gént is tartalmaz, amik a celluláris organizmusok sajátjai. "Többen úgy vélik, hogy ezek önmagukban egy negyedik ágat alkothatnak" - mondta Eisen. "Ha a mimivírusokra egy negyedik ágként tekintünk, akkor elképzelhető, hogy szekvenciáink az ötödiket testesítik meg - ezt még nem tudjuk" - összegzett.