[English]
Inside a tiny plankton, an even smaller cell has been discovered that behaves like a virus, questioning the boundary between life and non-life. The line between life and non-life has always been a matter of debate and has traditionally been drawn before viruses. But a recently discovered organism, tentatively named Sukunaarchaeum mirabile, comes very close to that boundary.
Viruses are not traditionally classified as “living” because: They do not produce their own food or energy. They cannot reproduce or function without a host. They have no metabolism. But this new organism, strangely enough, is right on the border between life and non-life, questioning our definition of “living.”
This organism has only 238,000 base pairs of DNA; while some viruses have as many as 735,000 or even 2.5 million base pairs. Like viruses, the organism leaves most of its biological functions, including metabolism, to its host. And like viruses, most of its genes are dedicated to one purpose: self-replication.
“Its genome is highly simplified, lacking almost all known metabolic pathways and consisting largely of its own nuclear replication machinery,” explained genomicist Ryo Harada of Dalhousie University in Canada and his team.
Unlike viruses, however, the organism still has genes for making its own DNA replication proteins—including ribosomes, messenger RNA (mRNA), and transfer RNA (tRNA)—whereas viruses rely entirely on the host’s cellular machinery for this. In addition, it produces proteins that are likely involved in forming a membrane to protect its small DNA loop; this is likely to be useful in interacting with its planktonic host.
Based on its genetic makeup and circular chromosome, the organism appears to belong to the archaea, the same phylum from which more complex organisms (eukaryotes) originated. By completely eliminating metabolic genes and focusing solely on reproduction, this strange microbe raises fundamental questions about the scientific definition of “life” and its boundaries.
The discovery opens up new avenues for research into microbial interactions, the evolution of life, and a deeper understanding of biodiversity; perhaps in the future we will see the identification of organisms that even redefine traditional definitions of life.
[فارسی]
درون یک پلانکتون کوچک، سلولی حتی کوچک‌تر کشف شده که رفتاری شبیه ویروس دارد و مرز میان زنده و غیرزنده بودن را زیر سؤال می‌برد. مرز بین حیات و بی‌جان بودن، همواره محل بحث بوده و به طور سنتی، قبل از ویروس‌ها کشیده شده است. اما موجودی که اخیراً کشف شده و به‌طور موقت «Sukunaarchaeum mirabile» نام گرفته، به‌شدت به این مرز نزدیک شده است.
ویروس‌ها به‌طور سنتی در دسته‌ی “زنده‌ها” قرار نمی‌گیرند، چون: خودشان غذا یا انرژی تولید نمی‌کنند. نمی‌توانند بدون میزبان تکثیر یا فعالیت کنند. هیچ‌گونه متابولیسم (سوخت‌وساز) ندارند. اما این موجود جدید به طرز عجیبی، درست در نزدیکی مرز جاندار و غیرجاندار قرار دارد و تعریف ما از «زنده بودن» را زیر سؤال می‌برد.
این جاندار تنها ۲۳۸۰۰۰ جفت باز DNA دارد؛ در حالی که برخی ویروس‌ها تا ۷۳۵۰۰۰ یا حتی ۲٫۵ میلیون جفت باز دارند. این موجود، مانند ویروس‌ها، اکثر عملکردهای زیستی از جمله متابولیسم را به میزبان خود واگذار می‌کند. و همچون ویروس‌ها، بیشتر ژن‌های آن به یک هدف اختصاص دارد: تکثیر خود.
“ریو هارادا” ژنوم‌شناس دانشگاه دالهوزی کانادا و تیمش توضیح دادند: «ژنوم آن به‌شدت ساده‌سازی شده، به‌طوری که تقریباً فاقد تمام مسیرهای متابولیکی شناخته‌شده است و عمدتاً تنها شامل ابزارهای تکثیر هسته‌ای خود می‌شود.»
با این حال، برخلاف ویروس‌ها، این جاندار هنوز ژن‌هایی برای ساخت پروتئین‌های تکثیر DNA خود دارد – از جمله ریبوزوم‌ها، RNA پیام‌رسان (mRNA) و RNA ناقل (tRNA) – در حالی که ویروس‌ها برای این کار کاملاً به ماشین‌آلات سلولی میزبان متکی هستند. علاوه بر این، پروتئین‌هایی تولید می‌کند که احتمالاً در تشکیل غشایی برای حفاظت از حلقه کوچک DNA آن نقش دارند؛ و این احتمالاً در تعامل با میزبان پلانکتونی‌اش مؤثر است.
بر اساس ساختار ژنتیکی و کروموزوم حلقوی‌اش، به نظر می‌رسد این جاندار به قلمرو آرکی‌ها تعلق دارد، یعنی همان شاخه‌ای که موجودات پیچیده‌تر (یوکاریوت‌ها) نیز از آن منشأ گرفته‌اند. این میکروب عجیب با حذف کامل ژن‌های متابولیکی و تمرکز صرف بر تکثیر، پرسش‌هایی اساسی درباره‌ی تعریف علمی «زندگی» و مرزهای آن مطرح کرده است.
این یافته چشم‌اندازهای تازه‌ای برای پژوهش درباره‌ی ارتباطات میکروبی، فرگشت حیات و شناخت ژرف‌تر از تنوع زیستی را فراهم می‌کند؛ شاید در آینده شاهد شناسایی موجوداتی باشیم که حتی تعاریف سنتی حیات را نیز بازتعریف کنند.