Polscy naukowcy opisali najmniejsze znane genomy bakteryjne

Polscy naukowcy odkryli i opisali najmniejsze znane genomy bakteryjne, liczące zaledwie kilkadziesiąt genów, co stanowi niewiele ponad 1 proc. typowej liczby. Bakterie, o których mowa, pozostają na granicy życia komórkowego – poinformowali badacze na łamach „Nature Communications”.

W swojej najnowszej publikacji biolodzy z Instytutu Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Muzeum i Instytutu Zoologii PAN opisali ekstremalnie małe genomy, należące do dwóch gatunków bakterii: Candidatus Sulcia muelleri i Candidatus Vidania fulgoroidea. Oba te mikroorganizmy żyją w ścisłej symbiozie z owadami z grupy piewików (podrząd pluskwiaków).

Naukowcy wyjaśnili, że od przeszło 260 mln lat piewiki i bakterie tworzą trwałe, obligatoryjne związki: bakterie uzupełniają ubogą dietę owadów w niezbędne aminokwasy, a w zamian zyskują stabilne środowisko życia we wnętrzu gospodarza.

W trakcie milionów lat trwania takiej symbiozy bakterie stopniowo zaczęły tracić zdolność do samodzielnego życia poza organizmem owada. W efekcie ich genomy uległy redukcji do rekordowo małych rozmiarów, jakich nie odnotowano dotąd u żadnych innych organizmów komórkowych.

– Wielkość genomu, czyli ilość DNA i liczba genów, wyznacza zakres funkcji, jakie organizm może realizować samodzielnie. U większości bakterii genomy liczą kilka tysięcy genów i umożliwiają względnie niezależne życie w zmiennym środowisku. W przypadku bakterii żyjących w ścisłej symbiozie z owadami sytuacja wygląda inaczej: zamieszkując tkanki gospodarza […] mogą funkcjonować z wielokrotnie mniejszą liczbą genów, polegając niemal całkowicie na białkach i innych związkach dostarczanych przez gospodarza – wyjaśnili naukowcy z UJ.

Jak dodali, właśnie dlatego genomy symbiontów zostały zredukowane do poziomu najbardziej konserwowanego zestawu genów, umożliwiającego jedynie produkcję aminokwasów, przetwarzanie informacji genetycznej oraz realizację podstawowych procesów metabolicznych.