I ricercatori hanno scoperto un nuovo archeone in simbiosi con un sistema microbico marino che mostra un'estrema riduzione del genoma, con un genoma estremamente ridotto di soli 238 kbp, e un'estrema propensione funzionale all'elaborazione delle informazioni genetiche. Il suo genoma codifica principalmente i meccanismi per la replicazione, la trascrizione e la traduzione del DNA. È privo di quasi tutte le vie metaboliche, quindi mostra una totale dipendenza metabolica dall'ospite. Provvisoriamente denominato Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, è essenzialmente un'entità cellulare che conserva solo il suo nucleo replicativo e si è evoluto per avvicinarsi al modello di esistenza virale. Poiché Sukunaarchaeum mirabile appare come un collegamento tra entità cellulari e virus, questa scoperta induce a interrogarsi sui requisiti minimi della vita cellulare.
I dinoflagellati sono un gruppo di alghe unicellulari eucariotiche dotate di due flagelli dissimili. Sono per lo più plancton marino e sono note per mantenere comunità microbiche simbiotiche.
In uno studio recente, l'amplificazione del genoma di singole cellule di batteri associati al dinoflagellato Citharistes regius ha rivelato la presenza di una sequenza circolare altamente insolita di 238 kbp con un basso contenuto di GC (guanina-citosina) del 28.9%. Si è scoperto che la sequenza rappresentava il genoma completo di un procariote. Ulteriori analisi hanno rivelato che l'organismo che porta questo genoma è un archeone. Finora, il più piccolo genoma archeale completo noto è il genoma di 490 kbp di Equitani del Nanoarchaeum. Il genoma dell'archeo scoperto in questo studio è meno della metà di queste dimensioni, eppure è risultato altamente completo. Ulteriori indagini hanno confermato che rappresenta effettivamente un genoma archeo completo ed è stato denominato Candidatus Sukunaarchaeum mirabile.
L'archeo appena scoperto Ca. Sukunaarchaeum mirabile mostra un'estrema riduzione del genoma, con un genoma estremamente ridotto di soli 238 kbp (a titolo di confronto, la dimensione del genoma di un tipico archea è compresa tra circa 0.5 e 5.8 Mbp, mentre quella dei virus varia da 2 kb a oltre 1 Mbp). Inoltre, si è anche riscontrato un'estrema inclinazione funzionale verso l'elaborazione delle informazioni genetiche. Codifica principalmente i meccanismi per la replicazione, la trascrizione e la traduzione del DNA. È privo di quasi tutte le vie metaboliche, quindi mostra una totale dipendenza metabolica dall'ospite.
Ca. Sukunaarchaeum mirabile assomiglia ai virus per il fatto di avere un genoma minimo dedicato all'autoperpetuazione genetica e una dipendenza assoluta dall'ospite resa necessaria dalla riduzione metabolica. Tuttavia, a differenza dei virus, Sukunaarchaeum mirabile Possiede un proprio apparato trascrizionale e traduzionale e ribosomi. Non è privo di geni che regolano il meccanismo di replicazione e non dipende dall'ospite per questo. Questa è la distinzione fondamentale tra entità cellulari e virus. Sukunaarchaeum mirabile è fondamentalmente un'entità cellulare che conserva solo il suo nucleo replicativo e che si è evoluta per avvicinarsi al modello di esistenza virale.
Con Sukunaarchaeum mirabile Questa scoperta, che si presenta come un collegamento tra entità cellulari e virus, induce a interrogarsi sui requisiti minimi della vita cellulare.
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Riferimenti:
- Harada R., et al 2025. Un'entità cellulare che conserva solo il suo nucleo replicativo: lignaggio archeale nascosto con un genoma ultra-ridotto. Preprint su bioRxiv. Inviato il 02 maggio 2025. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.05.02.651781
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