Исследователи из Техасского университета в Остине (США) изучили происхождение ключевых элементов иммунитета человека. По их мнению, древние микробы — археи группы Asgard, жившие миллиарды лет назад, могли передать защитные механизмы современным эукариотам: растениям, животным и человеку.
Археи Asgard — недавно открытая группа древних микробов, названная по мифологическому миру богов из скандинавской мифологии. Предполагают, что эти археи сыграли важную роль в эволюции сложных форм жизни, став связующим звеном между относительно простыми бактериями и сложными эукариотами.
Как и у любых других живых существ, у архей есть поражающие их… вирусыЭто означает, что иммунная система, предназначенная для борьбы с ними, также могла произойти от архей Asgard. В частности, такие белки, как виперины и аргонавты, играющие важную роль в иммунной системе всех сложных форм жизни, вероятно, произошли именно от архей Asgard. Эти белки находят и у бактерий, но у сложных организмов структурно они наиболее близки именно к архейным вариантам, что подтверждается исследованием. опубликованным в журнале Nature Communications.
В геноме архей впервые обнаружен обширный арсенал из 2610 полных защитных систем, включающий уникальные варианты Mokosh, Lassamu, CBASS, а также системы, известные ранее только у бактерий, виперины и аргонавты. Виперины, обнаруживая чужую ДНК, редактируют ее таким образом, чтобы вирус не мог размножаться. Аргонавты разрушают чужую ДНК и блокируют вирусы от создания белков через РНК-интерференцию — механизм, при котором клетки разрушают или подавляют активность вирусных РНК, предотвращая их размножение и распространение.
Находка подкрепляет предположение о том, что все многоклеточные живые существа, включая растения, животных и человека, сформировались из симбиоза бактерий и архей рода Asgard.
Следовательно, археи Asgard — в каком-то смысле наши микробные предки. Представители этой группы передали эукариотам не только некоторые структурные белки, но и системы защиты от вирусов, как подчеркнул Бретт Бейкер, старший автор исследования и доцент кафедры интегративной биологии и морских наук.
Ученые для подтверждения гипотезы использовали ИИ-инструмент ColabFold для предсказания трехмерных структур белков по их аминокислотным последовательностям. Благодаря этому инструменту удалось показать, что различные формы белка виперина у архей Asgard имеют сходные структуры с белками, найденными у современных эукариот. Это указывает на сохранение структуры и функции белка в течение миллионов лет эволюции.
Учёные извлекли гены виперинов из архей Asgard, вставили их в бактерии и наблюдали за результатами. Бактерии с асгардскими иммунными белками лучше выживали при вирусной атаке.
Новое исследование осветляет происхождение врождённой иммунной системы человека и показывает значение защитных систем, которые появились при возникновении жизни на Земле.
В настоящее время очевидно, что археи Asgard внесли существенный вклад в сложность эукариот. Ученые предоставили убедительные доказательства их участия в формировании иммунной системы.