Вчені описали найдавнішу бактерію на Землі

Генетичний код останнього загального предка найбільшої групи живих організмів на планеті вдалося розкрити за допомогою складного аналізу генів і білків.

Німецькі біологи склали теоретичний опис прародительки всіх бактерій, а також описали схему її метаболізму. Результати дослідження були опубліковані в журналі Communications Biology.

Біологи з Інституту молекулярної еволюції Університету Генріха Гейне в Дюссельдорфі п'ять років тому представили опис універсального спільного предка всіх живих організмів на Землі і назвали його LUCA - Last Universal Common Ancestor.

Як вважають вчені, LUCA жив приблизно 3,8 мільярда років тому в гарячих глибоководних гідротермальних джерелах. Його викопних решток не збереглося, тому вивчення проводиться тільки шляхом порівняння геномів.

За допомогою зазначеного методу було визначено набір з 355 генів, які точно були у LUCA.

У новому дослідженні біологи описали ще одну давню клітину - Last Bacterial Common Ancestor (LBCA) - останнього спільного предка бактерій, яка, на їхню думку, з'явилася близько 3,5 мільярда років тому в тому ж середовищі, що і LUCA.

Для розкриття генома взяли LBCA 1089 анаеробів - бактерій, які можуть обходитися без кисню.

Вчені навмисно не використовували аеробів, зважаючи на те, що бактерії могли виникнути за часів безкисневої Землі.

Як відомо, вищі організми передають генетичний код від батьків до потомства за допомогою вертикальної передачі генів. В результаті в геномі зберігається вся інформація про філогенетичну історію.

У бактерій цей процес відбувається у вигляді латерального переносу генів між різними штамами мікроорганізмів, що робить неможливим використання традиційних методів для визначення кореня в дереві їхньої еволюції.

Щоб вирішити цю проблему дослідники використовували при реконструкції геному LBCA не тільки самі гени, але і білки. Всього були ідентифіковані 146 сімейств білків, присутніх абсолютно у всіх бактерій.

Збудувавши біохімічні зв'язки цих білків, вчені отримали практично повну базову метаболічну мережу першої бактерії. За допомогою статистичних методів вони визначили, які з сучасних бактеріальних груп найбільш схожі на LBCA.

Аналіз показав, що найбільш рання гілка бактерій була схожа на сучасні клостридії, за якими йшли дельтапротеобактерії, актинобактерії і деякі представники роду Aquifex.

Автори роботи вважають, що LBCA, швидше за все, подібно до клостридій, мала форму стрижня, хоча не відкидається і варіант спорів.

Вчені назвали тварину, яке переживе всіх