Leven, ik heb het al vaker opgemerkt, is een vreemd fenomeen. Het is nog steeds totaal duister waaraan een systeem moet voldoen om ‘leven(d)’ te worden. Onderzoekers van de Britse universiteit van Nottingham hebben een tamelijk minimale vorm van leven ontdekt, die onder moeilijke omstandigheden blijkt te kunnen standhouden en die zich op een vreemde manier voortplant. Het gaat om het archaeon Haloferax volcanii, die is aangetroffen in de onbarmhartige want uiterst zoute Dode Zee.

Haloferax volcanii

“We hebben aangetoond (aan de hand van het ontdekte archaeon;as) dat de replicatie-oorsprong op DNA niet alleen niet noodzakelijk is, maar dat cellen sneller groeien als die niet aanwezig is. Dat is totaal onverwacht en het noopt ons een van de hoekstenen van de DNA-biologie te herzien”, zegt Thorsten Allers van de universiteit van Nottingham.
Archaea  vormen een aparte klasse naast bacteriën en eukaryoten (cellen met een kern). Archaea worden ook wel oerbacteriën genoemd, omdat ze worden gezien als de eerste vorm van leven die op aarde ontstond. Ze leven onder vaak zeer barre omstandigheden zoals zeer zout, zuur of basisch water. Allers: “Hoewel ze er uit zien als bacteriën en zich gedragen als bacteriën, zijn archaea verwanter met ons (eukaryotische meercelligen; as), als je kijkt naar de enzymen die nodig zijn voor de replicatie van DNA. Daarom leek deze soort ons een interessant systeem om mee te werken. Van de buitenkant lijken ze op bacteriën, van binnen op ons.”
“We ontdekten dat bij deze soort het repliconmodel van François Jacob zoals 50 jaar geleden voorgesteld als fundamenteel voor het leven, niet waar is.”
Voor een cel zich deelt, verdubbelt het DNA zich. Daarbij spelen de replicatie-oorsprongen een wezenlijke rol. Daar binden de eiwitten zich die de replicatie op gang brengen. Als die replicatie-oorsprongen er niet zijn bij eukaryoten, dan repliceert het DNA niet en sterft de cel op den duur.
Het archaeon uit de Dode Zee heeft echter helemaal geen replicatie-oorsprongen nodig voor zijn replicatie. Niet alleen dat, maar archaea zonder die ‘startpunten’ groeien ook nog eens 10% sneller dan ‘normale’ cellen. Cellen gebruiken bij de reparatie een mechanisme om schade aan het DNA te repareren. Het lijkt er op of het archaeon dat mechanisme heeft ‘gekaapt’ voor zijn replicatie. Dat geeft dat proces een vliegende start door op diverse plaatsen in het genoom met de verdubbeling te beginnen.
Omdat die replicatie-oorsprongen blijkens de praktijk in de Haloferax volcanii, niet nodig zijn, denken de onderzoekers hier te maken te hebben met zelfzuchtige genen. Repliceren is wat replicatie-oorsprongen ‘willen’, maar ze geven het organisme daar niks voor terug. Ik ben zo vrij hier een kanttekening bij te plaatsen, maar lees verder, dan wordt mijn voorbehoud duidelijk.
Het is belangrijk in het replicatieproces dat het DNA maar een keer wordt gekopieerd voor de cel deelt. Afwijkingen leveren ellende op, kanker, bijvoorbeeld. In kankercellenis is dat replicatiemechanisme verstoord. Dat betekent dat kankercellen meer dan een DNA-kopie maken. Dat hebben kankercellen gemeen met Haloferax volcanii-cellen. Allers: “Er zijn wetenschappers die denken dat kankercellen een terugval zijn naar een primitievere vorm zonder dat regelmechanisme. Kankercellen groeien ook sneller dan gewone cellen.” Dus wat nou zelfzuchtige genen?

Bron: Science Daily