🔬 Кто такой Лука (LUCA)?

Это не человек, а аббревиатура: Last Universal Common Ancestor — «последний универсальный общий предок». Он жил 4,2 миллиарда лет назад и был общим предком всех живых существ на Земле. Да, включая тебя.

🧬 Как о нём узнали?

Учёные сравнили ДНК 700 видов микробов. Общие куски генов и скорость их изменений помогли вычислить, когда примерно жил Лука — с помощью так называемых молекулярных часов.

🌍 Когда и где он жил?

Лука появился очень рано, сразу после формирования Земли, скорее всего в горячей воде возле подводных вулканов, без кислорода. Он был анаэробом и термофилом — любил тепло и не переносил кислород.

🦠 Как он выглядел?

Лука — это уже клетка с геномом из ~2600 белков. Это примерно как у современных микробов. Он умел размножаться, питаться и защищаться.

🛡 Главное открытие: у него была иммунная система!

И не простая, а CRISPR-Cas9 — та самая, которую сейчас используют в генной инженерии для редактирования ДНК. Оказывается, эта супертехнология появилась ещё у первого общего предка, задолго до людей.

💡 Почему это круто?

  • Жизнь на Земле возникла быстрее, чем думали.
  • Сложность живых систем появилась почти сразу.
  • То, что мы считаем «высокой технологией» — природа изобрела в самом начале.

Вы до какого колена знаете своих предков? Древнейший известный из моих, Лука, жил больше четырех миллиардов лет назад, но даже про него мы узнаем все больше. Он, кстати, и ваш - LUCA, last universal common ancestor, то есть «последний известный общий предок», потому так и зовется, что был предком всех существующих сегодня организмов – любой обитатель Земли в основе своей биохимии имеет несколько сотен доставшихся от него генов. Сравнивая их варианты, ученые все больше узнают про Луку.

Исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution в 2024 году, сравнивает общие последовательности в геномах 700 современных микробов из разных групп. В ДНК этих бактерий и архей искали общие черты, а потом по числу изменений в общих генах определяли время их расхождения. Это называется «метод молекулярных часов» - он по числу различий между геномами двух существ дает возможность определить, когда жил их общий предок. Ход молекулярных часов калибровали с помощью анализа окаменелостей древних организмов и изотопов в них.

Получилось что Лука жил еще раньше, чем думали – 4.2 миллиарда лет назад, когда Земля только-только сформировалась. Более того - Лука жил не в гордом одиночестве, а в своей экосистеме, вместе с другими организмами, - у него нашли даже иммунную систему, способную запоминать и выявлять вирусы.

Невероятно быстро все же возникла жизнь на Земле! (точнее, в воде) И у Луки уже были основные приметы современных бактерий, он уже был клеткой с геномом, кодировавшим около 2600 белков – примерно столько же, сколько и ДНК нынешних микробов. Но как эволюция успела сформировать в столь короткие сроки этот сложнейший аппарат управления жизнью клетки с помощью ДНК и РНК? Это остается одной из самых интригующих загадок для науки.

Исследование подтвердило данные предыдущих, - о том, что Лука был анаэробом (то есть кислород был для него ядовит), теплолюбивым «термофилом» и питался растворенными в воде углекислым газом и водородом, – предполагают, что он жил возле подводных вулканов, которые выделяли водород и согревали воду.

Главное открытие исследования касается иммунной системы Луки – у него нашли 19 генов того самого аппарата CRISPR-Cas9, с помощью которого современные бактерии измельчают генетический материал атакующих их вирусов. Вдохновленный этим аппаратом метод редактирования геномов потенциально является чуть ли не самым продвинутым технологическим достижением в истории человечества – ведь с его помощью мы сможем создавать новых живых существ и управлять собственной эволюцией. А у Луки CRISPR был еще в начале времен, так что не будем переоценивать собственные достижения )

Андрей Константинов