นักวิทยาศาสตร์พบอาร์เคียเซลล์เดียวที่เพิ่งค้นพบใหม่อาศัยอยู่ในตะกอนน้ำพุร้อน บ่อน้ำพุร้อนและปล่องไฮโดรเทอร์มอลของโลกเป็นที่อยู่ของกลุ่มอาร์เคียซึ่งไม่เคยปรากฏชื่อมาก่อน นักวิจัยรายงานในวันที่ 23 เมษายนใน Nature Communications ซึ่งแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดเล็กที่คล้ายกันซึ่งอาศัยอยู่ลึกลงไปในตะกอนและแทะเล็มเรื่องพืชที่ เน่าเปื่อย
วาเลอรี เดอ อันดา นักจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมแห่งมหาวิทยาลัยเทกซัสออสติน กล่าวว่า “จุลชีพเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความหลากหลายและอุดมสมบูรณ์ที่สุดบนโลก และเรารู้จักเพียง 1 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น “ข้อมูลของเรามีอคติต่อสิ่งมีชีวิตที่ส่งผลกระทบต่อมนุษย์ แต่มีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่ขับเคลื่อนวัฏจักรเคมีหลักบนโลกที่เราไม่รู้”
Archaea เป็นกลุ่มลึกลับโดยเฉพาะ ( SN: 2/14/20 )
จนกระทั่งช่วงปลายทศวรรษ 1970 พวกมันได้รับการยอมรับว่าเป็นโดเมนที่สามของชีวิต แตกต่างจากแบคทีเรียและยูคาริโอต (ซึ่งรวมถึงทุกสิ่งทุกอย่าง ตั้งแต่เชื้อรา สัตว์ ไปจนถึงพืช)
หลายปีที่ผ่านมา อาร์เคียถูกคิดว่ามีอยู่เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดในโลก เช่น น้ำพุร้อน แต่ที่จริงแล้วอาร์เคียมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง และจุลินทรีย์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการที่คาร์บอนและไนโตรเจนหมุนเวียนระหว่างแผ่นดิน มหาสมุทร และชั้นบรรยากาศของโลก อาร์เคียกลุ่มหนึ่งคือ Thaumarchaeota เป็นจุลินทรีย์ที่มีมากที่สุดในมหาสมุทร De Anda กล่าว ( SN: 11/28/17 ) และอาร์เคียที่ผลิตก๊าซมีเทนในท้องวัวทำให้สัตว์เรอก๊าซจำนวนมากขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ ( SN: 11/18/15 )
ตอนนี้ De Anda และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ระบุไฟลัมใหม่ทั้งหมด ซึ่งเป็นสาขาใหญ่ของสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกันบนต้นไม้แห่งชีวิต ของอาร์เคีย หลักฐานแรกของสิ่งมีชีวิตใหม่เหล่านี้อยู่ภายในตะกอนจากบ่อน้ำพุร้อน 7 แห่งในประเทศจีน รวมทั้งจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลใต้ทะเลลึกในลุ่มน้ำ Guaymas ในอ่าวแคลิฟอร์เนีย ภายในตะกอนเหล่านี้ ทีมงานได้ค้นพบชิ้นส่วนของดีเอ็นเอที่ประกอบอย่างพิถีพิถันในพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมหรือจีโนมของอาร์เคียที่แตกต่างกัน 15 แบบ
จากนั้นนักวิจัยได้เปรียบเทียบข้อมูลทางพันธุกรรมของจีโนมกับจีโนมของจุลชีพที่ระบุก่อนหน้านี้หลายพันตัวที่อธิบายไว้ในฐานข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะ แต่ “ซีเควนซ์เหล่านี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสิ่งที่เรารู้” เดอ อันดากล่าว
เธอและเพื่อนร่วมงานตั้งชื่อกลุ่มใหม่ว่า Brockarchaeota สำหรับ Thomas Brock นักจุลชีววิทยาที่เป็นคนแรกที่ปลูก archaea ในห้องปฏิบัติการ และ เสียชีวิตใน เดือนเมษายน การค้นพบของ Brock ปูทางไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส หรือ PCR ซึ่งเป็นเทคนิคที่ได้รับรางวัลโนเบลซึ่งใช้ในการคัดลอก DNA ชิ้นเล็กๆ และปัจจุบันใช้ในการทดสอบโควิด-19 ( SN: 3/6/20 )
ปรากฎว่า Brockarchaeota อาศัยอยู่ทั่วโลกจริง ๆ แต่จนถึงตอนนี้พวกเขาถูกมองข้ามไม่ได้อธิบายและไม่มีชื่อ เมื่อ De Anda และทีมของเธอได้รวมเอาจีโนมใหม่เข้าด้วยกันแล้วจึงค้นหาพวกมันในฐานข้อมูลสาธารณะ พวกเขาค้นพบว่าพบชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้เหล่านี้ในบ่อน้ำพุร้อน ตะกอนใต้พิภพ และตะกอนจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลจากแอฟริกาใต้ อินโดนีเซีย ไปจนถึงรวันดา
ภายในจีโนมใหม่นี้ ทีมงานยังได้ออกล่าหายีนที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์
สารอาหารที่พวกมันกินเข้าไปและของเสียชนิดใดที่พวกมันผลิต ในขั้นต้น ทีมงานคาดว่า อาร์เคียเหล่านี้จะเป็นแหล่งผลิตก๊าซมีเทนเช่นเดียวกับอาร์เคียอื่นๆ ที่เคยพบในสภาพแวดล้อมดังกล่าว พวกมันเคี้ยววัสดุเดียวกับที่อาร์เคียที่ผลิตก๊าซมีเทนทำ นั่นคือ สารประกอบคาร์บอนเดียว เช่น เมทานอลหรือเมทิลซัลไฟด์ “แต่เราไม่สามารถระบุยีนที่ผลิตก๊าซมีเทนได้” เดอ อันดากล่าว “พวกเขาไม่มีอยู่ใน Brockarchaeota”
นั่นหมายความว่าอาร์เคียเหล่านี้ต้องมีเมแทบอลิซึมที่ไม่ได้ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งสามารถรีไซเคิลคาร์บอนได้ เช่น ในตะกอนบนพื้นทะเล โดยไม่ก่อให้เกิดมีเทน เดอ อันดากล่าวว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาจมีบทบาทสำคัญที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้แต่มีความสำคัญในวัฏจักรคาร์บอนของโลก
Luke McKay นักนิเวศวิทยาจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมสุดขั้วที่ Montana State University ในเมือง Bozeman กล่าวว่า “น่าสนใจสองเท่า – เป็นไฟลัมใหม่และการเผาผลาญใหม่ เขาเสริมว่าทั้งกลุ่มนี้อาจอยู่ภายใต้เรดาร์เป็นเวลานาน “เป็นเครื่องบ่งชี้ว่าเราอยู่ในสถานะของจุลชีววิทยา”
แต่ McKay กล่าวเสริมว่า การค้นพบนี้เป็นเครื่องยืนยันถึงพลังของเมทาเจโนมิกส์ ซึ่งเป็นเทคนิคที่นักวิจัยสามารถแยกแยะจีโนมแต่ละจีโนมอย่างระมัดระวังจากการรวมตัวของจุลินทรีย์จำนวนมากในตัวอย่างน้ำหรือตะกอนที่กำหนด ต้องขอบคุณเทคนิคนี้ นักวิจัยจึงสามารถระบุส่วนต่างๆ ของโลกจุลินทรีย์ที่ลึกลับก่อนหน้านี้ได้เพิ่มมากขึ้น
“มีหลายสิ่งหลายอย่างที่นั่น” เดอ อันดากล่าว และ “ทุกครั้งที่คุณจัดลำดับ DNA มากขึ้น คุณจะเริ่มตระหนักว่ายังมีอีกหลายสิ่งที่คุณไม่สามารถมองเห็นได้ในครั้งแรก”
