เจอญาติของไมโทคอนเดรียอีกสาย... ต้นกำเนิดโรงปั่นพลังงานประจำเซลล์ไม่ใช่ตัวที่เคยคิด

By: terminus
Writer
on Wed, 18/04/2012 - 00:24

นักชีววิทยาส่วนใหญ่ตกลงปลงใจเชื่อกันแล้วว่า ไมโทคอนเดรีย (mitochondria) หรือโรงปั่นพลังงานของเซลล์ยูคารีโอต (เซลล์ที่มีนิวเคลียส) มีต้นกำเนิดมาจากแบคทีเรียใน Class Alphaproteobacterium และเป็นพี่น้องกับแบคทีเรียใน Order Rickettsiales (สมาชิกในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่ทำให้เกิดโรค เช่น ไข้ไทฟัส เป็นต้น)

งานวิจัยที่ผ่านมาระบุว่า แบคทีเรียที่ใกล้ชิดกับบรรพบุรุษของไมโทคอนเดรียมากที่สุด คือ แบคทีเรียใน SAR11 clade ซึ่งเป็นแขนงที่อยู่ระหว่างไมโทคอนเดรียและ Rickettsiales

สมาชิกที่รู้จักกันดีของ SAR11 clade คือ Pelagibacter ubique (ชื่อนี้ยังไม่ใช่ชื่อทางการเนื่องจากยังไม่มีการจำแนก) ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่พบได้ทั่วไปในทั่วมหาสมุทรและแหล่งน้ำจืดบางแห่ง

แต่งานวิจัยชิ้นก่อนหน้าเหล่านั้นก็ใช้ข้อมูลจากจีโนมอันเก่าที่เน้นแบคทีเรียที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจและทางการแพทย์จึงมีความเป็นไปได้อย่างสูงที่จะไม่ครอบคลุมความหลากหลายของแบคทีเรีย โดยเฉพาะแบคทีเรียที่อาศัยอยู่บนพื้นผิวน้ำทะเลและหายใจด้วยออกซิเจนซึ่งน่าจะเป็นรูปแบบชีวิตเดียวกับที่บรรพบุรุษของไมโทคอนเดรียเริ่มมีวิวัฒนาการขึ้นมา

ทีมวิจัยของ Science for Life Laboratory ใน Uppsala ประเทศสวีเดน จึงหันไปใช้ข้อมูลจีโนมของ Global Ocean Survey มาประกอบเพื่อให้เห็นภาพสายวิวัฒนาการของญาติๆ ไมโทคอนเดรียได้ดียิ่งขึ้น

ผลปรากฏว่า ญาติที่ใกล้ชิดที่สุดของไมโทคอนเดรียกลับเป็นแบคทีเรียอีกแขนงหนึ่งที่มีชื่อว่า OMAC (Oceanic Mitochondria Affiliated Clade) ซึ่งเป็นแบคทีเรียชนกลุ่มน้อยที่ค่อนข้างหาตัวได้ยาก มีจำนวนเพียง 1% ของแบคทีเรียทั้งหมดในท้องทะเล หาใช่แบคทีเรียสาย SAR11 clade ดังที่เคยเชื่อกันไม่

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการทำจีโนมแบคทีเรียในมหาสมุทร มีความเป็นไปได้ที่เราอาจจะได้พบญาติของไมโทคอนเดรียเพิ่มขึ้นอีกมากมายในอนาคต และนั่นก็จะช่วยเป็นแนวทางในการไขปริศนาของวิวัฒนาการของเซลล์ยูคารีโอตด้วย


แผนภาพ phylogenetic ของ Alphaproteobacteria ที่สร้างจากความสัมพันธ์ของยีน COX1 และ COX2 (ภาพจาก Scientific American)

ที่มา - Scientific American

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน PLoS One doi:10.1371/journal.pone.0024457

1 Comment

ultimateohm's picture

แนะนำอ่านประกอบครับ เกี่ยวกับ นักชีววิทยาสันนิษฐานว่า ไมโทคอนเดรีย เป็นพวกแบคทีเรียหรืออะไรที่คล้ายๆ กัน ที่โดนเซลล์ที่มีขนาดใหญ่กว่า "กิน" เข้าไป
http://jusci.net/node/1759