SEAS-forskare har funnit att dessa rosafärgade arkéer – kallade Halobacterium salinarum – använder samma mekanismer för att behålla storleken som bakterier och eukaryot liv, som anklagar att celldelningsstrategi kan delas över livets alla domäner. Kredit:Alexandre Bison/Harvard University
Livets tre domäner - arkéer, bakterie, och eukarya—kan ha mer gemensamt än man tidigare trott.
Under de senaste åren, Ariel Amir, Biträdande professor i tillämpad matematik vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har studerat hur celler reglerar storlek. I tidigare forskning, han och hans medarbetare fann att E. coli (bakterier) och spirande jäst (eukaryot) använder samma cellulära mekanismer för att säkerställa enhetliga cellstorlekar inom en population.
Nu, med ett team av medarbetare inklusive Ethan Garner, John L. Loeb docent i naturvetenskap vid Harvard, och Amy Schmid, biträdande professor i biologi vid Duke University, Amir fann att arkéer använder samma mekanism.
Forskningen är publicerad i Naturens mikrobiologi .
"Dessa fynd väcker riktigt intressanta frågor om hur cellulär mekanik utvecklades oberoende över livets alla tre domäner, " sa Amir. "Våra resultat kommer att fungera som en användbar grund för, i sista hand, förstå de molekylära mekanismerna och utvecklingen av cellcykelkontroll."
Archaea är encelliga mikroorganismer som lever i några av jordens mest extrema miljöer, såsom vulkaniska varma källor, oljekällor och saltsjöar. De är notoriskt svåra att odla i ett labb och, som sådan, är relativt understuderade.
Archaea lever i några av jordens mest extrema miljöer, som den här saltsjön i Bolivia. Kredit:Ariel Amir/Havard SEAS
"Arkaea är unika eftersom de blandar många av egenskaperna hos både bakterier och eukaryoter, " sa Dr Yejin Eun, tidningens första författare. "Arkaea liknar bakterieceller i storlek och form men deras cellcykelhändelser - såsom delning och DNA-replikation - är en hybrid mellan eukaryoter och bakterier."
Forskarna studerade Halobacterium salinarum, en extremofil som lever i saltrika miljöer. De fann att som bakterier och spirande jäst, H. salinarum kontrollerar sin storlek genom att lägga till en konstant volym mellan två händelser i cellcykeln. Dock, forskarna fann att H. salinarum inte är lika exakta som E.coli och att det fanns mer variation i celldelning och tillväxt än i bakterieceller.
"Denna forskning är den första som kvantifierar den cellulära mekaniken för storleksreglering i archaea, ", sa Amir. "Detta tillåter oss att kvantitativt utforska hur dessa mekanismer fungerar, och bygga en modell som förklarar variabiliteten inom data och korrelationerna mellan nyckelegenskaper hos cellcykeln. Så småningom, vi hoppas kunna förstå precis vad som gör denna cellulära mekanism så populär över livets alla områden."
