Mikrobi koji su se pojavili pre više milijardi godina možda su učinili naš imuni sistem onim što je danas.
Novo istraživanje sa Univerziteta Teksas (UT) sugeriše da složeni organizmi poput nas možda ne bi bili tako dobro opremljeni da se bore protiv virusa da nije bilo darova koje su dali naši jednoćelijski preci.
Mnogo pre nego što je evoluirao višećelijski život, naša planeta je bila dom širokoj grupi mikroba predaka.
Živi potomci ovih drevnih mikroba otkriveni su tek 2015. kroz tragove njihove DNK, duboko u okeanu između Grenlanda i Norveške. Pet godina kasnije, vrebajući oblici života – superfilum arheja nazvan Asgard – uspešno su uzgajani u laboratoriji po prvi put.
Na prvi pogled, pod mikroskopom, ličile su na bakterije. Ali ćelije arheje su evolutivno bliže eukariotskim oblicima života, poput biljaka i životinja, nego svojim jednostavnijim mikrobnim rođacima.
Na osnovu njihovih genoma, neki naučnici misle da su se Asgardske arheje i naši eukariotski preci razdvojili pre oko 2 milijarde godina, utirući put celom složenom životu na Zemlji, uključujući životinje, biljke, gljive, protiste i većinu algi.
Kako god da je izgledao taj zajednički predak, u nekom trenutku su morali da ugrade jezgro u svoju osnovnu strukturu. Neki naučnici sumnjaju da su preci Asgarda razvili jedan od virusa, koji je uspostavio zaštitni odeljak koji se naziva fabrika virusa. U međuvremenu, mitohondrije su možda nastale progutanjem bakterijskog pretka.
Danas se vrlo malo zna o tome kako se žive arheje štite od pretnji poput bakterija ili virusa, tako da je teško istražiti takve hipoteze do detalja.
Istraživači sa UT-a su sada koristili program veštačke inteligencije da pročešljaju novoprošireni skup Asgardovih genoma kako bi identifikovali drevnu imunološku odbranu.
Tim je otkrio da su u poređenju sa bakterijama, Asgardske arheje razvile širok spektar odbrambenih sistema, od kojih su neki takođe urođeni eukariotima.
Od svih odbrambenih sistema u analiziranim genomima Asgardske arheje, otprilike 2 procenta je povezano sa imunim proteinom, nazvanim viperin, koji se bori protiv širokog spektra virusnih infekcija tako što naizgled „utišava“ virusnu reprodukciju.
Danas, viperin igra ulogu u imunološkom sistemu čitavog kompleksnog života na Zemlji, što sugeriše da je bio prisutan kod poslednjeg zajedničkog pretka arheja i eukariota.
Prema novim otkrićima, eukariotski viperini i asgardski viperini su „sestrinski proteini i imaju zajedničkog pretka“.
„To kaže da ne samo da su eukarioti dobili sve ove bogate strukturne proteine koje smo ranije videli u Asgardu“, objašnjava integrativni biolog Bret Bejker sa UT, „sada se govori da su čak i neki od odbrambenih sistema eukariota došli iz Asgarda“.
Pored viperina, skoro 8 procenata analiziranih gena za odbranu Asgardske arheje bilo je povezano sa argonautima. To su imuni proteini koji seku DNK da bi zaustavili širenje virusa.
U svim domenima života na našoj planeti, od arheja i bakterija do eukariota, argonauti deluju kao „programabilni imuni sistem“.
Da bi testirali kako se ovi proteini ponašaju u živim ćelijama, istraživači su uzeli genetska uputstva za viperine iz genoma Asgardske arheje i klonirali ih u bakteriju E. coli. Kada je virus uveden, bakterijske ćelije su pokazale neke znake zaštite.
„Virusne infekcije su jedan od evolucionih pritisaka koji smo imali od početka života, i ključno je uvek imati neku vrstu odbrane“, objašnjava Pedro Leao, koji je sproveo istraživanje dok je bio u Bakerovoj laboratoriji u UT.
„Kada su bakterije i arheje otkrile alate koji su radili, oni su preneti i još uvek su deo naše prve linije odbrane.“
