Starożytne mikroby, których istnienie poprzedzało pojawienie się na Ziemi komórek niosących jądro, mogą skrywać sekret powstania tak złożonych komórek. Teraz, po raz pierwszy, naukowcy wyhodowali w laboratorium dostatecznie dużą ilość tych mikrobów, aby szczegółowo zbadać ich wewnętrzną strukturę.
Naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego i ETH Zurich wyhodowali mikroorganizm z phylum Lokiarchaea, który należy do grupy mikrobów klasyfikowanych jako Asgard archaea i którego nazwa nawiązuje do miejsca zamieszkania bogów z mitologii norweskiej. Asgardowe archaea są uważane przez niektórych naukowców za najbliższych ewolucyjnych krewnych eukariontów, komórek, które pakują swoje DNA w ochronną bańkę zwaną jądrem, a na ewolucyjnym drzewie życia często pojawiają się jako „siostra” eukariontów lub ich bezpośredni przodek.
Asgardowe archaea same nie posiadają jąder, ale zawierają szereg genów i białek, o których wcześniej sądzono, że występują tylko u eukariontów. Z czasem powstała cała gama teorii na temat tego, jak asgardzkie archaea mogły wyewoluować w prymitywne jądra komórkowe, dając początek pierwszym złożonym komórkom, które ostatecznie dały początek roślinom, zwierzętom i ludziom. W 2020 roku zespół badaczy z Japonii poinformował, że po 12 latach pracy udało im się wyhodować w laboratorium Prometheoarchaeum syntrophicum – archaię Asgard, którą nazwali na cześć greckiego boga Prometeusza. Ale szczegóły dotyczące wewnętrznej struktury tego organizmu pozostawały niejasne. Teraz austriacko-szwajcarskiemu zespołowi naukowców nie tylko udało się wyhodować również jedną, którą nazwali Lokiarchaeum ossiferum, ale również sfotografować jej wnętrze.
Jak piszą w swoim opracowaniu opublikowanym w tym celu w czasopiśmie Nature, sześć długich lat zajęło im uzyskanie stabilnej i wysoce wzbogaconej kultury, którą teraz mogą wreszcie wykorzystać do przeprowadzenia wielu badań biochemicznych, a także do hodowli innych archaii Asgard. W porównaniu z innymi asgardami, L. ossiferum rośnie stosunkowo szybko, podwajając liczbę swoich komórek w ciągu siedmiu do 14 dni, wynika z badania. Dla porównania P. syntrophicum rozmnaża się tylko co 14 do 25 dni. Zauważ, że znana bakteria Escherichia coli rozmnaża się mniej więcej co 20 minut. Powolny wzrost tych archaii jest jednym z czynników, które sprawiają, że są one tak niewiarygodnie trudne do kultywowania.
Okazy L. ossiferum wydobyte z błota kanału na wybrzeżu Piranu w Słowenii mają dziwne macki wystające z ciała każdej komórki; wzdłuż długości każdego wyrostka pojawiają się dziwne zgrubienia i wybrzuszenia. Te „powierzchniowe wypukłości” mogą wzmocnić teorię, że w pewnym momencie w historii ewolucji asgard chwycił przechodzącą bakterię z podobnymi wypukłościami jej błony i wciągnął ją do swojego ciała komórkowego, co doprowadziło do ewolucji jądra, sugerują autorzy badania. L. ossiferum nosi również na swojej powierzchni maleńkie, podobne do lizaka struktury, które wyglądają jakby pochodziły z innej planety. Ponadto w mikrobiomie występują również filamenty strukturalne, które są bardzo podobne do filamentów cytoszkieletu lub rusztowania nośnego komórek eukariotycznych.
Niektórzy naukowcy uważają, że nowe badanie wzmacnia hipotezę, że archaea Asgard są bezpośrednim przodkiem eukariontów, jednak nie wszyscy są o tym przekonani.
