Dr Kenneth Smith we wstępie do książki „Viruses” z 1962 roku (wyd. Cambridge University Press) pisze: „Jeśli chodzi o najczęściej zadawane pytanie: Czy wirusy są organizmami żywymi?, odpowiedź należy pozostawić samemu pytającemu”. W ten sposób pointuje raczej filozoficzne rozważania sprowadzające się do pytania, jaka jest definicja życia. Nie raz już zżymałam się w moim deltowym kąciku, że kiedyś wszystko było prostsze; czy coś żyje, czy nie żyje, było widać ot tak, na rzut oka. Ssaka kopytnego definiowano zdaniem: „koń jaki jest, każdy widzi”. Tymczasem postęp nauki oraz metod badawczych coraz bardziej utrudnia te sprawy. Coś może być – choć nikt tego nie zobaczył, nawet przez mikroskop.
Oznaczanie nieznanych gatunków przyspieszyło dzięki Craigowi Venterowi, który arogancko rzucił wyzwanie projektowi sekwencjonowania genomu ludzkiego, dzięki czemu poznaliśmy ludzkie geny w ekspresowym w stosunku do założeń czasie. Przeniósł swoje rewolucyjne podejście również na wody oceanów, inicjując ambitny projekt masowej analizy genomów mikroorganizmów morskich. Jego sztandarowym przedsięwzięciem był projekt Global Ocean Sampling Expedition, prowadzony przez ponad dwa lata (2003–2005) na jachcie badawczym Sorcerer II. Zamiast tradycyjnie izolować pojedyncze szczepy mikroorganizmów (co jest metodą wykluczającą oznakowanie gatunków niemożliwych do wyhodowania w laboratorium) Venter zastosował sekwencjonowanie genomów metodą ,,shotgun”. Polegało to na pobieraniu próbek wody morskiej, odfiltrowywaniu z nich mikroorganizmów, a następnie losowym sekwencjonowaniu całego DNA obecnego w próbce, bez konieczności uprzedniej izolacji poszczególnych organizmów. Algorytmy składały fragmenty DNA w całe genomy, które podlegały identyfikacji do potencjalnych gatunków. Wskazano istnienie co najmniej 1800 nowych „gatunków genomowych”, w tym 148 nieznanych wcześniej odrębnych ewolucyjnie grup bakterii.
I oto żyjemy w czasach, kiedy naukowcy odkrywają genom, który „należy” do żywego organizmu, ale ponieważ nikt go nie widział, powstaje termin „candidatus” – który pozwala uznać, że istnieje odpowiadający genomowi żywy organizm, ale póki go się nie wyodrębni ze środowiska, nie może formalnie zostać przyjęty do grona znanych gatunków. W czerwcu w serwisie bioRxiv ukazał się preprint naukowców z Japonii, który opisuje Candidatus Sukunaarchaeum mirabile. Pierwotnym celem badań był jednak inny organizm, Citharistes regius, należący do jednokomórkowych glonów zwanych bruzdnicami. Występujące powszechnie w oceanach bruzdnice znane są z tego, że we wnętrzu ich komórek występują symbiotyczne lub pasożytnicze bakterie. Badacze po odłowieniu stosownej liczby bruzdnic rozpoczęli sekwencjonowanie zawartego w ich wnętrzach materiału genetycznego. Oprócz sekwencji odpowiadającej gospodarzowi we wnętrzu bruzdnicy odkryto (zgodnie z oczekiwaniami) genom symbiotycznej sinicy oraz dwa genomy, zapewne pasożytniczych, bakterii. A także jedną tajemniczą kolistą cząsteczkę DNA o nieznanej funkcji.
Dalsze badania wskazują, że nowa cząsteczka z dużym prawdopodobieństwem jest materiałem genetycznym nieznanego dotąd organizmu, który zakwalifikowano do archeonów. Archeony to odrębna od bakterii grupa prokariontów. Są one o tyle istotne, że choć są najbardziej prymitywnymi komórkami na Ziemi, z nich rozwinęła się linia komórek wiodąca do organizmów wyższych. I wirusów. Nazwa rodzajowa „Sukunaarcheum” odwołuje się do Sukunabikony, małego skrzydlatego bóstwa z japońskiej mitologii shinto, o którym bóg Takamimusubi mówi: „Liczba dzieci, które spłodziłem, wynosi tysiąc i pięćset. Wśród nich było jedno dziecko wyjątkowo niesforne i nieposłuszne. Przemknęło mi się kiedyś między palcami i spadło”. (cytat z Wikipedii). Mirabile to „cudowny” czy „zdumiewający”, co odnosi się nie tylko do tego, jak został odkryty, ale także do jego niezwykłych cech.
To pierwszy (potencjalny) organizm, którego genom uległ ekstremalnej redukcji. DNA składa się z 248 tysięcy par zasad, zawiera 189 genów (dla porównania najbardziej znana biologom bakteria Escherichia coli ma genom wielkości około 4,6 miliona par zasad i około 4300 genów). Nie o jego rozmiar jednak chodzi (istnieje bakteria o mniejszym genomie), ale raczej o to, co koduje. Naukowcy znaleźli tam geny związane jedynie z powielaniem i odczytywaniem informacji genetycznej. Sukunaarcheum może powielać swój DNA, ale wszystkie inne funkcje życiowe zapewnia mu komórka bruzdnicy. A to już blisko jeszcze bardziej ekstremalnej formy wykorzystania komórki gospodarza, którą stosują wirusy.
Istnieje wiele hipotez, skąd wzięły się wirusy na Ziemi. Z najważniejszych pierwsza, hipoteza ucieczki, mówi o tym, że wirusy powstały z ruchomych fragmentów genomów, które „uciekły” z komórek. Druga, hipoteza koewolucji, głosi, że wirusy istniały, zanim powstały komórki, a następnie ewoluowały wspólnie z nimi. Trzecia, hipoteza regresywna, głosi, że wirusy powstały na drodze stopniowego upraszczania żywych komórek, które stały się skrajnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi. Odkrycie Candidatus Sukunaarchaeum mirabile wspiera trzecią hipotezę. Być może jest on (ono?) „żywą” skamieliną, etapem pośrednim między pasożytem wewnątrzkomórkowym zachowującym choćby częściowo cechy odrębnego organizmu a wirusem, którego jedynym „celem” jest powielanie się z wykorzystaniem całej maszynerii komórkowej gospodarza. Istnieje także możliwość, że wszystkie hipotezy o pochodzeniu wirusów są prawdziwe, że w historii świata wirusy powstawały kilka razy, dochodząc do celu różnymi drogami. Niektóre są potomkami cząsteczek, które wyrwały się na wolność, a inne zredukowanymi żywymi komórkami, które poniekąd stały się ponownie powielanymi przez komórki cząsteczkami chemicznymi. A może są odrębną formą istnienia życia/nieżycia na Ziemi? Zajęcie stanowiska pozostawiam Czytelnikowi, niezmiennie trwając w zdumieniu, że takie jest życie. Oraz cała reszta.
Ryo Harada, Yuki Nishimura, Mami Nomura, Akinori Yabuki, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba, Yuji Inagaki, Takuro Nakayama, A cellular entity retaining only its replicative core: Hidden archaeal lineage with an ultra-reduced genome, bioRxiv (2025): 2025-05