Eukaryotes: ເລື່ອງຂອງບັນພະບຸລຸດ Archaeal ຂອງມັນ

ການຈັດກຸ່ມແບບດັ້ງເດີມຂອງຮູບແບບຊີວິດເຂົ້າໄປໃນ prokaryotes ແລະ eukaryotes ໄດ້ຖືກປັບປຸງໃນປີ 1977 ເມື່ອການກໍານົດລັກສະນະລໍາດັບ rRNA ເປີດເຜີຍວ່າ archaea (ຫຼັງຈາກນັ້ນເອີ້ນວ່າ 'archaebacteria') ແມ່ນ "ກ່ຽວຂ້ອງກັບເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຫ່າງໄກຍ້ອນວ່າເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແມ່ນກັບ eukaryotes. ເຂົ້າໄປໃນ eubacteria (ປະກອບດ້ວຍເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທົ່ວໄປທັງຫມົດ), archaea, ແລະ eukaryotes. ຄໍາຖາມຂອງຕົ້ນກໍາເນີດຂອງ eukaryotes ຍັງຄົງຢູ່. ໃນເວລາອັນເນື່ອງມາຈາກ, ຫຼັກຖານໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນການກໍ່ສ້າງໃນຄວາມໂປດປານຂອງເຊື້ອສາຍໂບຮານຄະດີຂອງ eukaryotes. ຄວາມສົນໃຈໂດຍສະເພາະແມ່ນການຄົ້ນພົບວ່າ Asgard archaea ມີທາດໂປຼຕີນທີ່ມີລາຍເຊັນ eukaryotic (ESPs) ຫຼາຍຮ້ອຍຊະນິດໃນ genome ຂອງພວກມັນ. ESPs ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການພັດທະນາ cytoskeleton ແລະລັກສະນະໂຄງສ້າງຈຸລັງທີ່ສັບສົນຂອງ eukaryotes. ໃນການສຶກສາຄົ້ນຄ້ວາທີ່ຈັດພີມມາໃນວັນທີ 21 ເດືອນທັນວາ 2022, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ລາຍງານຜົນສໍາເລັດຂອງການປູກຝັງຂອງວັດທະນະທໍາທີ່ອຸດົມສົມບູນຂອງ archaea Asgard elusive ທີ່ພວກເຂົາຮູບພາບໂດຍໃຊ້ cryo-electron tomography. ພວກເຂົາເຈົ້າສັງເກດເຫັນວ່າຈຸລັງ Asgard ແນ່ນອນມີ cytoskeleton ທີ່ສະລັບສັບຊ້ອນ. ນີ້ແມ່ນຫຼັກຖານທາງສາຍຕາຄັ້ງທໍາອິດຂອງເຊື້ອສາຍໂບຮານຂອງ eukaryotes, ເປັນບາດກ້າວທີ່ສໍາຄັນໃນຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງຕົ້ນກໍາເນີດຂອງ eukaryotes.  

ຈົນກ່ວາ 1977, ຮູບແບບຊີວິດຢູ່ໃນໂລກໄດ້ຖືກຈັດເປັນກຸ່ມ eukaryotes (ຮູບແບບທີ່ຊັບຊ້ອນທີ່ມີລັກສະນະໂດຍການລວມເອົາວັດສະດຸພັນທຸກໍາຂອງເຊນເຂົ້າໄປໃນແກນທີ່ຖືກກໍານົດໄວ້ດີແລະມີ cytoskeleton) ແລະ prokaryotes (ຮູບແບບຊີວິດທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ມີສານພັນທຸກໍາໃນ cytoplasm ໂດຍບໍ່ມີແກນທີ່ກໍານົດໄວ້, ລວມທັງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແລະ archaebacteria). ມັນໄດ້ຖືກຄິດວ່າ cellular eukaryotes ພັດທະນາປະມານ 2 ຕື້ປີກ່ອນ, ອາດຈະມາຈາກ prokaryotes. ແຕ່, eukaryotes ມີຕົ້ນກໍາເນີດມາແນວໃດ? ຮູບ​ແບບ​ຊີ​ວິດ​ຂອງ​ໂທລະ​ສັບ​ມື​ຖື​ສະ​ລັບ​ສັບ​ຊ້ອນ​, ເຊື່ອມ​ຕໍ່​ກັບ​ຮູບ​ແບບ​ຊີ​ວິດ cellular ງ່າຍ​ດາຍ​ແມ່ນ​ແນວ​ໃດ​? ນີ້ແມ່ນ ຄຳ ຖາມທີ່ເປີດໃຫຍ່ໃນຊີວະສາດ.  

ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເທກໂນໂລຍີໃນຊີວະວິທະຍາໂມເລກຸນຂອງ gene ແລະທາດໂປຼຕີນໄດ້ຊ່ວຍ delve ໃນຫຼັກການຂອງບັນຫາໃນເວລາທີ່, ໃນປີ 1977, archaea (ຫຼັງຈາກນັ້ນເອີ້ນວ່າ 'archaebacteria') ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າເປັນ ''ກ່ຽວຂ້ອງກັບເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຫ່າງໄກຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ eukaryotes'ຄວາມແຕກຕ່າງກ່ອນຫນ້າຂອງຮູບແບບຊີວິດເຂົ້າໄປໃນ prokaryotes ແລະ eukaryotes ແມ່ນອີງໃສ່ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີລັກສະນະທົ່ວໄປໃນລະດັບຂອງອະໄວຍະວະຂອງເຊນ. ແທນທີ່ຈະ, ຄວາມສໍາພັນທາງ phylogenetic ຄວນອີງໃສ່ໂມເລກຸນທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງ. Ribosomal RNA (rRNA) ແມ່ນໜຶ່ງໃນຊີວະໂມເລກຸນທີ່ມີຢູ່ໃນທຸກລະບົບການຈຳລອງດ້ວຍຕົວມັນເອງ ແລະ ລຳດັບທີ່ມີການປ່ຽນແປງໜ້ອຍຫຼາຍຕາມເວລາ. ການ​ວິ​ເຄາະ​ອີງ​ໃສ່​ການ​ລັກ​ສະ​ນະ​ລໍາ​ດັບ rRNA ຈໍາ​ເປັນ​ການ​ຈັດ​ກຸ່ມ​ຂອງ​ສິ່ງ​ມີ​ຊີ​ວິດ​ເຂົ້າ​ໄປ​ໃນ eubacteria (ປະ​ກອບ​ດ້ວຍ​ເຊື້ອ​ແບັກ​ທີ​ເຣັຍ​ປົກ​ກະ​ຕິ​ທັງ​ຫມົດ​)​, ໂບຮານຄະດີ, ແລະ eukaryotes¹.  

ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຫຼັກຖານຂອງຄວາມສໍາພັນທີ່ໃກ້ຊິດລະຫວ່າງ archaea ແລະ eukaryotes ເລີ່ມຕົ້ນເກີດຂື້ນ. ໃນປີ 1983, ມັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າ DNA-dependent RNA polymerases ຂອງ archaea ແລະ eukaryotes ແມ່ນປະເພດດຽວກັນ; ທັງສອງສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດ immunochemical ທີ່ຄ້າຍຄືກັນທີ່ໂດດເດັ່ນແລະທັງສອງແມ່ນມາຈາກໂຄງສ້າງຂອງບັນພະບຸລຸດທົ່ວໄປ.². ອີງ​ຕາມ​ການ​ສົມ​ທຽບ​ຂອງ​ຕົ້ນ​ໄມ້ phylogenetic inferred ຂອງ​ຄູ່​ທາດ​ໂປຼ​ຕີນ​, ການ​ສຶກ​ສາ​ອື່ນ​ທີ່​ພິມ​ເຜີຍ​ແຜ່​ໃນ​ປີ 1989 ໄດ້​ເປີດ​ເຜີຍ​ໃຫ້​ເຫັນ​ຄວາມ​ສໍາ​ພັນ​ໃກ້​ຊິດ​ຂອງ archaea ກັບ eukaryotes ກ​່​ວາ eubacteria​.³. ໃນເວລານີ້, ຕົ້ນກໍາເນີດ archaeal ຂອງ eukaryotes ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນແຕ່ຊະນິດ archaeal ທີ່ແນ່ນອນຍັງຄົງໄດ້ຮັບການກໍານົດແລະສຶກສາ.  

ການຂະຫຍາຍຕົວໃນການສຶກສາ genomic ຫຼັງຈາກຜົນສໍາເລັດໃນ ໂຄງ​ການ genome​, ໄດ້ສະຫນອງການ fillip ທີ່ຈໍາເປັນຫຼາຍໃນພື້ນທີ່ນີ້. ລະຫວ່າງ 2015-2020, ການສຶກສາຈໍານວນຫນຶ່ງພົບວ່າ Asgard ໂບຮານຄະດີ ປະຕິບັດພັນທຸກໍາສະເພາະຂອງ eukaryotes. genomes ຂອງພວກເຂົາແມ່ນອຸດົມສົມບູນສໍາລັບທາດໂປຼຕີນທີ່ພິຈາລະນາສະເພາະກັບ eukaryotes. ການສຶກສາເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ກໍານົດຢ່າງຈະແຈ້ງ Asgard archaea ມີຄວາມໃກ້ຊິດທາງພັນທຸກໍາທີ່ໃກ້ຊິດກັບ eukaryote ເນື່ອງຈາກມີທາດໂປຼຕີນທີ່ມີລາຍເຊັນ eukaryotic (ESPs) ຫຼາຍຮ້ອຍຊະນິດຢູ່ໃນ genome ຂອງເຂົາເຈົ້າ.  

ຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປແມ່ນການເບິ່ງເຫັນໂຄງສ້າງຂອງເຊນພາຍໃນຂອງ Asgard archaea ເພື່ອຢືນຢັນບົດບາດຂອງ ESPs ຕາມທີ່ຖືກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງວ່າ ESPs ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສ້າງໂຄງສ້າງຂອງເຊນທີ່ສັບສົນ. ສໍາລັບການນີ້, ວັດທະນະທໍາທີ່ອຸດົມສົມບູນສູງຂອງ archaea ນີ້ແມ່ນຈໍາເປັນ, ແຕ່ Asgard ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກທີ່ຈະເຂົ້າໃຈໄດ້ແລະມີຄວາມລຶກລັບ. ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການປູກຝັງໃນປະລິມານທີ່ພຽງພໍເພື່ອສຶກສາພວກມັນຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງ. ຕາມ​ການ​ລາຍ​ງານ​ເມື່ອ​ບໍ່​ດົນ​ມາ​ນີ້​ໃນ​ວັນ​ທີ 21 ທັນ​ວາ 2022, ຄວາມ​ຫຍຸ້ງ​ຍາກ​ນີ້​ໄດ້​ຜ່ານ​ຜ່າ​ແລ້ວ.  

ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້, ປະຕິບັດຕາມຫົກປີຂອງການເຮັດວຽກຫນັກ, ເຕັກນິກ improvised ແລະໄດ້ສໍາເລັດການປູກຝັງຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງ, ວັດທະນະທໍາທີ່ອຸດົມສົມບູນຂອງ 'ຜູ້ສະໝັກ Lokiarchaeum ossiferum, ສະມາຊິກຂອງ phylum Asgard. ນີ້​ແມ່ນ​ຜົນ​ສໍາ​ເລັດ​ທີ່​ຫນ້າ​ສັງ​ເກດ, ຍັງ​ເນື່ອງ​ຈາກ​ວ່າ​ນີ້​ໄດ້​ເຮັດ​ໃຫ້​ນັກ​ຄົ້ນ​ຄວ້າ​ທີ່​ຈະ​ເປັນ​ພາບ​ແລະ​ການ​ສຶກ​ສາ​ໂຄງ​ສ້າງ​ໂທລະ​ສັບ​ມື​ຖື​ໃນ Asgard.    

Cryo-electron tomography ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຮູບພາບວັດທະນະທໍາການເສີມສ້າງ. ຈຸລັງ Asgard ມີຈຸລັງ coccoid ແລະເຄືອຂ່າຍຂອງ protrusion ງ່າ. ໂຄງສ້າງພື້ນຜິວຂອງເຊລມີຄວາມຊັບຊ້ອນ. Cytoskeleton ຂະຫຍາຍໄປທົ່ວຮ່າງກາຍຂອງເຊນ. ເສັ້ນໃຍສອງເສັ້ນບິດປະກອບດ້ວຍ Lokiactin (viz. actin homologues ເຂົ້າລະຫັດໂດຍ Lokiarchaeota). ດັ່ງນັ້ນ, ຈຸລັງ Asgard ມີ cytoskeleton actin ທີ່ສະລັບສັບຊ້ອນ, ເຊິ່ງນັກຄົ້ນຄວ້າສະເຫນີ, ຄາດຄະເນການວິວັດທະນາການທໍາອິດ. eukaryotes.  

ໃນຖານະເປັນຫຼັກຖານທາງກາຍະພາບ / ສາຍຕາອັນທໍາອິດຂອງເຊື້ອສາຍ archaeal ຂອງ eukaryotes, ນີ້ແມ່ນຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ໂດດເດັ່ນໃນຊີວະສາດ.

*** 

ເອກະສານ:  

1. Woese CR ແລະ Fox GE, 1977. ໂຄງປະກອບການ Phylogenetic ຂອງໂດເມນ prokaryotic: ອານາຈັກປະຖົມ. ຈັດພີມມາເດືອນພະຈິກ 1977. PNAS. 74 (11) 5088-5090. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.74.11.5088  

2. Huet, J., et al 1983. Archaebacteria ແລະ eukaryotes ມີ DNA-dependent RNA polymerases ຂອງປະເພດທົ່ວໄປ. EMBO J. 2, 1291–1294 (1983). DOI: https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1983.tb01583.x  

3. Iwabe, N., et al 1989. ຄວາມສໍາພັນທາງວິວັດທະນາການຂອງ archaebacteria, eubacteria, ແລະ eukaryotes inferred ຈາກຕົ້ນໄມ້ phylogenetic ຂອງ genes duplicated. Proc. Natl Acad. ວິທະຍາສາດ. ສະຫະລັດອາເມລິກາ 86, 9355–9359. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.86.23.9355  

4. Rodrigues-Oliveira, T., et al. 2022. Actin cytoskeleton ແລະສະຖາປັດຕະຍະກໍາຈຸລັງທີ່ຊັບຊ້ອນໃນ Asgard Archaeon. ຈັດພີມມາ: 21 ທັນວາ 2022. ທໍາມະຊາດ (2022). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05550-y  

***