Bilim adamları, 2010 yılında Arktik Okyanusu’nun tabanından alınan bir tortu çekirdeği üzerinde DNA analizi yaptığında, şaşırtıcı bir şey buldular. Archaea(Arkea) adı verilen mikropların garip alanına ait daha önce bilinmeyen bir organizmanın, tamamen farklı bir alan olan Eukaryota ile ilişkili genomik özelliklere sahip olduğu ortaya çıktı.
Bulundukları yerdeki Lokiarchaeota’yı, Grönland yakınlarındaki Loki Kalesi’nin hidrotermal menfezinden sonra isimlendirdiler; ama şüphe bulguyu gölgeledi. Peki Numune çekirdekte başka bir şeyle kirlenmiş olabilir mi?
Şimdi, Japon bilim adamlarının çalışmaları sayesinde,bu şüpheler dinlenmeye bırakılabilir. İlk kez Lokiarchaeota’yı izole ettiler ve bir laboratuarda yetiştirdiler.
Bu, ilk kez araştırmacılar, inanılmaz mavi gezegende ilk atalarımızı bulmamıza yardımcı olabilecek canlı Lokiarchaeota’yı yakından inceleyebilir ve onlarla etkileşime girebilir. Araştırmalar, ön baskı sunucusu bioRxiv’de yayınlandı
Yaşam ağacı, temelde üç alana bölünmüştür. Bunlardan biri, çekirdeğe veya zara bağlı organellere sahip olmayan tek hücreli mikroplar olan bakteriler tarafından işgal edilir ve flagella adı verilen saça benzeyen yapıları sallayarak dolaşırlar. Bir diğeri ökaryotlar, hücreleri çekirdek ve membranlara sahip olan organizmalardır. Bu alan bize insanları, hayvanları, bitkileri ve algleri içerir.
Ve sonra archaea(arkea) var. Bunlar bakterilere çok benzer, çünkü bunlar çekirdeğe ve zara bağlı organellerden yoksundur ve flagella kullanarak dolaşırlar. Ama birkaç önemli farklılıklar vardır. Farklı bölünürler. Hücre duvarları biraz farklı şeylerden yapılmıştır. Ve RNA’LARI onları filogenetik ağaçta ayıracak kadar farklıdır.
Ancak sonradan Lokiarchaeota geldi ve bunu ökaryotik özelliklere sahip diğer arkea örnekleri takip etti. Bunlara Thorarchaeota, Odinarchaeota ve Heimdallarchaeota adı verildi (aynı adlandırma kuralını takip etmek için).
Toplu olarak, onlar Asgard archaea olarak adlandırılır ve bazı bilim adamları belki de ökaryotik yaşamın kaynağı olabileceğini düşünüyorlar
Fakat organizmaları detaylı olarak incelemeden söylemek zor. Japon bilim adamları 2006’da Nankai Teknesi’ndeki deniz tabanından bir tortu çekirdeği aldılar,(deniz seviyesinden 2.533 metre (8.310 fit)
Tabikide bu, Asgard archaea hakkında bir şey bilmeden önceydi. Ancak daha sonra, zengin numunelerinin bir RNA analizi Lokiarchaeota benzeri bir organizmanın varlığını ortaya çıkardı.
Ekip çalışmalarına başladığında, Bunu henüz bilmiyorlardı. Numunelerini, derin deniz metan deliğinin koşullarını taklit etmek için tasarlanmış metan beslemeli sürekli akışlı bir biyoreaktör sisteminde, beş yıl boyunca dikkatli bir şekilde yetiştirdiler. Çok yavaş, mikroplar çoğaldı.
Bir sonraki adım, biyoreaktörden numuneleri beslemelerini ve büyümelerini sağlamak için besin içeren cam tüplere yerleştirmekti. Orada bir yıl daha oturdular, sonunda çok zayıf bir Lokiarchaeota popülasyonu geliştirmeye başladılar.
Daha sonra, ekip bu yavaş bölünen nüfusu izole etmek, geliştirmek ve büyütmek için daha fazla zaman harcadı. Yaygın bakteriyel popülasyonlar genellikle iki buçuk saat kadar sürer. Lokiarchaeota 20 gün sürdü.
Araştırmacılar, “Tekrarlanan alt kültürler, archaeon’u aşamalı olarak oldukça yavaş büyüme oranı ve düşük hücre verimi ile zenginleştirdi,” dedi.
“Kültür sürekli olarak 30-60 gün gecikme fazına sahipti ve tam büyümeye ulaşmak için 3 ay boyunca çalışmak gerekliydi [..] Yetiştirme sıcaklıklarının değişimi, substrat kombinasyonları ve konsantrasyonları, gecikme fazını, büyüme oranını veya hücre verimini iyileştirmedi.
Toplamda, deney 12 yıl sürdü. Araştırmacılar ekili mikropları olan Prometheoarchaeum syntrophicum’u seçtiler
Birkaç meraklı bulgu yaptılar. Birincisi, Prometheoarchaeum’un sadece bir veya iki diğer mikropun, archaea Metanogenium ve halodesulfovibrio bakterisinin varlığında büyüyeceğidir.diğeri ise Prometheoarchaeum amino asitleri gıdaya ayırdığında, diğer mikropların yediği hidrojeni üretir.
Hidrojenin etrafta asılı kalmasına izin verilirse, yapılan deneyler, bunun Prometheoarchaeum’un zaten yavaş büyümesini engelleyebileceğini ortaya koydu, bu da archaenin diğer mikroplarla simbiyotik bir ilişkiye sahip olduğunu, bu durumda sentrofik olduğunu gösterir. Yani bir türün büyümesi ya da her ikisi de diğerinin ne yediğine bağlıdır.
Daha sonra, organizma bir elektron mikroskobu altında incelendiğinde, içinde mikroplarının yerleştiği, vücudundan filizlenen bir arkea-uzun dokunaç için alışılmadık bir şekil ortaya çıkardı. Araştırmacılar, Dünya’da oksijen artmaya başladığında, bu organizmanın, oksijen kullanan, hayatta kalma şansını arttıran ve ökaryotik yaşama giden yola çıkan bakterilerle ilişkiye geçebileceğini varsaydı.
Gerçekten de DNA dizilimi, diğer Asgard arkea’larında görülen ökaryotik özellikleri ortaya koydu.
Açıkçası daha fazla iş yapılması gerekiyor. Açıkçası daha fazla iş yapılması gerekiyor. Prometheoarchaeum , milyarlarca yıl öncesinin döneminden oldukça farklı olabilir. Ökaryotların arkea’dan evrimleştiğine dair kesin kanıtlar şuan yok.
Çalışma, hakem değerlendirmesinden önce şimdiye kadar ulaşılabilir durumda olduğundan, bilimsel toplumun zaman içinde ne yaptığını görmek ilginç olacaktır. Ama şimdi ne olursa olsun, bu işten çok fazla şey öğreneceğiz.
Wageningen Üniversitesi’nden evrimsel mikrobiyolog Thijs Ettema,” bu, muazzam miktarda iş ve azim yansıtan anıtsal bir kağıttır ” dedi.
Araştırma bioRxiv’de mevcuttur .
REFERANS
https://www.sciencealert.com/for-the-first-time-scientists-have-grown-the-strange-single-celled-lokiarchaeota-in-a-lab