30 억년 전, 지구상의 사물 은 달랐습니다. 우선,이 모든 산소가 사방에있는 것은 아니 었습니다. 최초의 시아 노 박테리아는 화산 이산화탄소 , 물, 햇빛 에서 살 수있는 방법을 찾아야했습니다 . 이 오래된 유기체는 산소없이 혐기성으로 살았습니다 . 이상하게도 오늘날 우리가 호흡하는 것은 그들이 우리에게 가능하게 한 대기 유형입니다. 왜냐하면 식량 생산의 부산물 인 산소가 결국 지구 대기를 추월했기 때문입니다. 혐기성 유기체는 산소가없는 구석 구석으로 강제로 옮겨졌고 단순하고 단세포 상태로 유지되었습니다.
동물이지만 미토콘드리아없이
그러나 규칙이있을 때 일반적으로 예외가 있으며 과학자 그룹은 호흡을 위해 산소를 사용하지 않는 작은 기생 냉소 ( 해파리의 친척)를 발견했습니다 . 그들은 연구 결과 를 National Academy of Sciences의 Proceedings of the National Academy of Sciences 2020 년 2 월 24 일호에 발표했습니다 .
이 동물 인 Henneguya salminicola 는 연어와 다른 물고기의 근육 조직을 먹는 긴 꼬리를 가진 작은 외계인 머리 기생충입니다. 그것은 진핵 생물입니다. 육안으로 볼 수있는 대부분의 생물을 포함하는 광범위한 유기체 그룹의 일원입니다 : 동물, 식물, 균류 등. 진핵 생물의 세포는 더 원시적 인 것과 같은 온갖 종류의 멋진 세포 기관 을 포함합니다. , 원핵 생물 , 없습니다. 이러한 세포 기관 중 하나는 미토콘드리아로, 나머지 유기체와는 별개로 자체적으로 작은 게놈을 가지고 있으며, 진핵 세포가 산소의 도움으로 에너지를 생산하는 데 사용하는 구조입니다.
그러나 우리가 "진핵 생물"이라고 부르는 더 큰 그룹 안에는 혐기성 인 단세포, 비 동물성 종들이 있습니다. 그들은 미토콘드리아가 없지만 과학자들이 "미토콘드리아 관련 세포 기관"이라고 부르는 것을 가지고 있습니다. Henneguya salminicola 는 이 특징을 가진 최초의 동물 입니다.
매우 이상하지만 어떻게 이런 식으로 얻었습니까?
변칙의 진화
" Henneguya 의 조상은 거의 확실하게 미토콘드리아를 가지고있었습니다."연구 공동 저자 인 Oregon State University 의 미생물학과 연구 교수 인 Stephen Atkinson 은 이메일 인터뷰에서 말했습니다 . "가장 가까운 친척들은 모두 미토콘드리아를 가지고 있습니다. 따라서 혐기성 생활 방식으로의 진화와 기능적 미토콘드리아의 상실은 그 종만 최근에 적응 한 것 같습니다. 적어도 지금까지 우리는 알고 있습니다!"
전형적인 동물의 세포에서 미토콘드리아는 화학적 에너지를 생성하기 위해 다단계 과정에서 산소를 사용합니다. 연구팀은 기생충이 사용 가능한 산소가 거의없는 환경에 적응해야한다는 사실을 발견했습니다. 미토콘드리아가 필요하지 않아 산소를 사용하는 과정의 적어도 여러 부분에 대한 유전 적 지침을 잃었습니다. 예를 들어 Henneguya salminicola 는 산소 사용 지침을 포함하고 있기 때문에 다른 동물 세포에 필요한 미토콘드리아 게놈을 잃었습니다. 게놈을 잃음으로써 기생충은 더 이상 필요하지 않은 유전자를 복사 할 필요가 없으므로 에너지를 절약합니다.
하지만 애초에 산소없이 어떻게 살아남을 수 있을까요?
"우리는 이미 처리의 일부를 수행 한 숙주 세포로부터 에너지 생산과 관련된 분자를 대신 흡수해야한다고 가정합니다."라고 Atkinson은 말합니다. "호스트로부터 무언가를 훔치는 것은 기생의 기본입니다!"
동물이된다는 것은 무엇을 의미합니까?
많은 중요한 발견과 마찬가지로이 발견은 완전히 예상치 못한 일이었습니다. 연구자들은 두 개의 작은 기생충의 게놈을 비교하기를 바 랐고 , Henneguya salminicola 의 게놈 을 실행하려고 할 때마다 뭔가 매우 이상했습니다. 더 자세히 들여다 보면 미토콘드리아가 한때 있었을지도 모르는 작은 빈 주머니가 세포에 들어 있음을 발견했습니다.
"이 발견은 복잡한 생명체조차도 산소가없는 환경에서 성공할 수있는 방식으로 진화 할 수 있음을 보여줌으로써 '동물'이라는 것이 무엇을 의미하는지에 대한 우리의 이해를 넓혔습니다."라고 Atkinson은 말합니다. "혐기성 동물이 존재할 수 있다는 사실을 아는 것은 우리가 다른 종에서 이것을 경계해야한다는 사실을 우리에게 경고합니다. 그리고 아마도 우리가 전에 보지 못했을 동물의 혐기성 환경을 찾아야합니다. 특히 점액 성 기생충 연구의 경우, 우리가 혐기성 대사를 이용하기 위해 미토콘드리아 기능의 상실로 이어지는 숙주, 조직 및 환경 사이의 연결을 발견하기 위해 지금부터 다른 종에서 비정상적이거나 누락 된 미토콘드리아를 찾을 것입니다. "
다른 혐기성 기생충을 표적으로 삼는 데 특정 약물이 사용 되었기 때문에 이러한 기생충에서 혐기성 메커니즘의 발견은 치료를위한 새로운 길을 열 수 있습니다.
이제 흥미 롭 네요
미토콘드리아를 잃은 두 개의 다른 진핵 생물은 지아르 디아, 장 기생충, 성병을 일으키는 기생충 인 트리코모나스 증 또는 트리코모나스 질리스라고 불리는 " 트리코모나스 " 입니다.
