Asgard Archaea: Naši Mikrobiološki Oci i Imunološki Sustav
U svim složenim oblicima života, uključujući i nas, postoje obrambeni sustavi koji su najvjerojatnije naslijeđeni od naših „mikrobnih predaka” – Asgard arhaje, prije nekoliko milijardi godina. Nedavna istraživanja otkrivaju da su ovi jednostanični organizmi izvor dva ključna elementa našeg urođenog imunološkog sustava: viperina i argonauta.
Što su Asgard Arhaje?
- Asgard Arhaje: Ova skupina archaea sadrži eukariotske proteinske potpise.
- Defenzivni sustavi: Istraživački tim identificirao je 2,610 potpunih obrambenih sustava u Asgardarchaeota.
- Jedinstveni sustavi: Asgardobranbeni sustavi sadrže 89 jedinstvenih sustava, uključujući viperine i argonaute.
Viperini i argonauti igraju ključnu ulogu u imunološkim sustavima svih složenih oblika života. Iako varijante ovih proteina postoje u bakterijama, oni prisutni u eukariota su bliže povezani s Asgard arhajama. Prema autorima studije, rezultati istraživanja podržavaju tvrdnju da su Asgard arhaje imale značajnu ulogu u podrijetlu antirusnih obrambenih sustava kod eukariota.
Kako viperini i argonauti djeluju?
- Viperini: Ovi proteini otkrivaju strani DNK i mogu ga uređivati na način koji sprječava stanice da stvaraju kopije.
- Argonauti: S druge strane, oni razgrađuju DNK, a u složenijim organizmima blokiraju virus od stvaranja proteina putem RNA utišavanja.
Viralne infekcije predstavljaju jedan od evolucijskih pritisaka s kojima se suočavamo otkako je života, a važno je uvijek imati neku vrstu obrane. To objašnjava zašto bi se takvi mehanizmi očuvali tijekom evolucije. Kada su bakterije i archaea otkrile učinkovite alate, oni su preneseni i ostali su dio naše prve linije obrane.
Istraživanje Asgard Proteina
Istraživački tim prvo je proučio stablo života da identificira proteine povezane s imunitetom. Korištenjem AI alata ColabFold, predvidjeli su imaju li proteini slične aminokiselinske sekvence sličnu strukturu i funkciju. Otkrili su da viperin i argonaute proteini Asgard arhaja imaju strukturnu homologiju s eukariotskim proteinima.
Da bi demonstrirali utjecaj Asgard proteina na imunitet, autori su uzeli viperine iz archaea i klonirali ih u bakterije. Pri susretu s virusima, viperini su pokazali aktivnost protiv bakteriofaga, što znači da su pružili određenu imunološku zaštitu bakterijama.
Zaključak
Ovi nalazi potvrđuju ideju da za elemente našeg prirodnog imunološkog sustava možemo zahvaliti Asgard arhajama. “Nedopustivo je da Asgard arhaje nisu doprinijele složenosti koju danas vidimo u eukariota,” izjavio je Pedro Leão, asistent profesor na Univerzitetu Radboud u Nizozemskoj. “Imamo čvrste dokaze da je ovo istina.” Ova studija objavljena je u časopisu Nature Communications.
