Пять лет назад биологи из Института молекулярной эволюции Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе во главе с его директором Уильямом Мартином (William Martin) представили описание последнего универсального общего предка всех живых организмов на Земле и назвали его LUCA — Last Universal Common Ancestor.
Считается, что LUCA жил примерно 3,8 миллиарда лет назад в горячих глубоководных гидротермальных источниках. Ископаемых остатков LUCA не сохранилось, поэтому его изучают только путем сравнения геномов. С помощью этого метода в 2016 году ученые определили набор из 355 генов, точно имевшихся у LUCA.
Теперь исследователи описали еще одну древнюю клетку, названную ими Last Bacterial Common Ancestor (LBCA). LBCA — последний общий предок самой большой на сегодняшний день группы живых организмов — бактерий. По мнению авторов, первая бактерия на Земле появилась около 3,5 миллиарда лет назад в той же среде, что и LUCA.
Чтобы раскрыть генетический код LBCA, особенности его биохимии и филогении, Уильям Мартин с соавторами изучили геномы 1089 анаэробов — бактерий, которые могут обходиться без кислорода.
Высшие организмы передают свой генетический код от родителей к потомству посредством вертикальной передачи генов, в результате в геноме сохраняется вся информация о филогенетической истории. Но у бактерий есть и другая форма передачи генетической информации — латеральный перенос генов между разными штаммами микроорганизмов. Это делает невозможным использование традиционных филогенетических методов для однозначного определения корня в древе эволюции бактерий.
Чтобы преодолеть эту серьезную проблему, исследователи из Дюссельдорфа использовали при реконструкции генома LBCA не только сами гены, но и белки. Всего авторы идентифицировали 146 семейств белков, присутствующих абсолютно у всех бактерий. Выстроив биохимические связи этих белков, они получили практически полную базовую метаболическую сеть первой бактерии.
Затем с помощью статистических методов ученые определили, какие из современных бактериальных групп наиболее похожи на LBCA. Авторы считают, что LBCA, скорее всего, подобно клостридиям, имел форму стержня, хотя не исключен и вариант спор.
Источник: http://sci-dig.ru/biology/biologi-opisali-pervuju-...