Sibirya Permafrost’ta derinlere gömülü bulunan mikroplar, protein onarım genlerini kullanarak son derece uzun zaman aralıklarında hayatta kalabilir
Bazı arkea mikroorganizmaları aşırı koşullarda hayatta kalabilir
Sibirya Permafrost’tan izole edilen mikroplar, DNA’larının analizine dayanarak 100.000 yıldan fazla bir süredir canlı kalmış gibi görünmektedir. Diğer türlerle genetik örtüşmeleri, karmaşık hücreli tüm organizmaların en yakın canlı akrabaları arasında yaygın olarak uzun ömürlü olabileceğini düşündürmektedir.
Diğer mikroplar, bazıları 100 milyondan daha eski son derece eski deniz tortularından izole edildi, ancak bireysel organizmaların bu zaman boyunca hayatta kalıp kalamayacağı belirsizliğini koruyor. Güney Kaliforniya Üniversitesi Karen Lloyd, “Bu kadar uzun bir deney yapamam” diyor. “(Zaman) ile çalışmak için en tuhaf değişken.”
Lloyd ve meslektaşları, çok uzun süre değişmediğini bildikleri yerlerde mikrop aramak istediler, hala yaşayan herhangi bir şeyin çevredeki ortam kadar eski olması gerekir. Bu arama onları Sibirya’nın en doğu kenarındaki Chukchi Yarımadası’na götürdü ve 22 metre uzunluğundaki Permafrost çekirdeğini deldiler.
Bu, araştırmacıların DNA’yı 100.000 ila 120.000 yıl önce donduran bir deniz tortu tabakasından örneklemesine izin verdi. Tortu, mikropların sıkışmış olabileceği sıvı su gözenekleri içeriyordu, hiçbir besin veya organizma içeri veya dışarı hareket edemedi. Lloyd, “Donmuş olmak, etraflarında bu buz yapıları olduğu anlamına geliyor” diyor.
Bir sonraki soru, canlı ve ölü hücreler arasında nasıl ayrım yapacağıydı. Bunu yapmak için, araştırmacılar, mevcut tüm farklı mikrobiyal türlerin genomlarını yeniden yapılandırmak için bunları kullanarak milyonlarca DNA fragmanını permafrosttan sıraladılar. Daha sonra karışıma bozulmuş DNA’yı onaracak ve rekonstrüksiyon işlemini tekrarlayan bir enzim eklediler.
Yeniden yapılandırılmış genomların çoğu, araştırmacılar DNA onarım enzimini ekledikten sonra çok daha eksiksizdi, bu da Lloyd, DNA’larının bütünlüğünü aktif olarak korumayan ölü hücrelerden geldiklerini gösteriyor. Bununla birlikte, altı türden gelen genomlar zar zor değişti, DNA’nın en az 100.000 yıl önce dondurulmasından bu yana genomlarını aktif olarak koruyan canlı hücrelerden geldiğini ima etti.
Bozulmamış DNA’lı altı türün tümü, Phylum Promethearchaeota’dan geldi– Asgard Arkea olarak da bilinir. Bu organizmalar tüm ökaryotların en yakın yaşam akrabası olarak kabul edilir – hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve protistleri içeren yaşam alanı.
“Antik Permafrost’ta yaşayan Asgard Archaea’yı bulmak, evrimsel tarihlerine bir pencere sağlar… ve karmaşık yaşam formlarının ortaya çıkışını nasıl etkileyebilirler” diyor, özellikle Dünya’nın tamamen donmuş olduğu dönemlerde, ekip üyesi Renxing Liang Liang Liang.
Başka bir sürpriz, uzun ömürlü türlerin daha az kısıtlanmış ortamlarda izole edilen Asgard Archaea’dan önemli ölçüde farklı olmamasıydı. Hepsi, protein ve DNA onarımı için benzer genleri paylaştı, bu da son derece düşük enerjili ortamlarda iken hücrelerinin kısımlarını-bölmeden-yavaşça değiştirmelerini sağlayabilir. Lloyd, “Dünyanın en sıkıcı Asgard’ları gibi” diyor. “Sıkıcı olmaları, bunun hepsinin yapabileceği bir şey olduğunu ima ediyor.”
Rhode Island Üniversitesi’ndeki Stephen D’Hondt, araştırmanın son derece uzun ömürleri anlamaya yönelik “gerçek bir ilerleme” olduğunu söylüyor – hem ne kadar yaygın olabilecekleri hem de onlar için evrimsel temel.
Bununla birlikte, bu bulguları permafrost gibi dondurulmuş ortamların ötesine uygulamaya karar veriyor. “Aktivite olmadan uzun süre donmuş olmak, çok düşük bir aktivite seviyesi ile uzun süre yaşamakla aynı şey değildir.”
