Oryginalna wersja z tę historię pojawił się w Magazyn Quanta.
Dla cząsteczki RNA świat jest niebezpiecznym miejscem. W przeciwieństwie do DNA, które może przetrwać miliony lat w swojej niezwykle stabilnej, dwuniciowej formie, RNA nie jest zbudowane tak, aby przetrwać – nawet w komórce, która go wytworzyła. Jeśli nie jest bezpiecznie połączony z większą cząsteczką, RNA może ulec degradacji w ciągu kilku minut lub mniej. A poza celą? Zapomnij o tym. Żarłoczne enzymy niszczące RNA są wszędzie, wydzielane przez wszystkie formy życia w celu obrony przed wirusami, które określają ich tożsamość genetyczną w kodzie RNA.
Istnieje jeden sposób, w jaki RNA może przetrwać poza komórką bez szwanku: w maleńkiej, ochronnej bańce. Przez dziesięciolecia badacze zauważali, że komórki uwalniają pęcherzyki błony komórkowej, zwane pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi (EV), wypełnione zdegradowanym RNA, białkami i innymi cząsteczkami. Jednak te worki uważano za niewiele więcej niż worki na śmieci, które podczas rutynowego porządkowania usuwają z komórki rozdrobnione śmieci molekularne.
Następnie, na początku XXI wieku, eksperymenty prowadzone przez Hadi Valadibiolog molekularny z Uniwersytetu w Göteborgu, ujawnił, że RNA znajdujące się w niektórych pojazdach elektrycznych nie wygląda jak śmieci. Koktajl sekwencji RNA znacznie różnił się od tych występujących wewnątrz komórki i te sekwencje właśnie takie były nienaruszone i funkcjonalne. Kiedy zespół Valadiego wystawił komórki ludzkie na działanie EV pochodzących z komórek mysich, był zszokowany, gdy zaobserwowali, jak komórki ludzkie przyjmują komunikaty RNA i „odczytują” je, tworząc funkcjonalne białka, których w innym przypadku nie byłyby w stanie wytworzyć.
Valadi doszedł do wniosku, że komórki pakowały nici RNA do pęcherzyków specjalnie po to, aby się ze sobą komunikować. „Jeśli byłem na zewnątrz i zobaczyłem, że pada deszcz” – powiedział – „mogę ci powiedzieć: jeśli wyjdziesz, zabierz ze sobą parasol”. W podobny sposób, zasugerował, komórka może ostrzec swoich sąsiadów o narażeniu na patogen lub szkodliwą substancję chemiczną, zanim sami napotkają zagrożenie.
Od tego czasu pojawiło się mnóstwo dowodów potwierdzających tę teorię, możliwe dzięki udoskonaleniom technologii sekwencjonowania, które pozwalają naukowcom wykrywać i dekodować coraz mniejsze segmenty RNA. Odkąd Valadi opublikował swoje eksperymenty, inni badacze również zaobserwowali pojazdy EV wypełnione złożonymi kombinacjami RNA. Te sekwencje RNA mogą zawierać szczegółowe informacje o komórce, która je stworzyła, i wywoływać określone efekty w komórkach biorców. Odkrycia skłoniły niektórych badaczy do sugestii, że RNA może być molekularnym lingua franca, który przekracza tradycyjne granice taksonomiczne i w związku z tym może kodować komunikaty zrozumiałe na całym drzewie życia.
W 2024 r. nowe badania odsłoniły dodatkowe warstwy tej historii, pokazując na przykład, że wraz z bakteriami i komórkami eukariotycznymi archeony również wymieniają się RNA związanego z pęcherzykami, co potwierdza, że zjawisko to jest uniwersalne dla wszystkich trzech dziedzin życia. Inne badanie poszerzyło naszą wiedzę na temat komunikacji komórkowej między królestwami, pokazując, że rośliny i grzyby infekujące mogą to zrobić użyj pakietów siejącego spustoszenie RNA jako forma koewolucyjnej wojny informacyjnej: komórka wroga odczytuje RNA i buduje samookaleczające się białka za pomocą własnej maszynerii molekularnej.
„Byłem pod wrażeniem tego, co potrafi RNA” – powiedział Amy Buckbiolog RNA z Uniwersytetu w Edynburgu, który nie był zaangażowany w nowe badania. Według niej zrozumienie RNA jako środka komunikacji „wykracza poza docenianie wyrafinowania i dynamicznej natury RNA w komórce”. Przekazywanie informacji poza komórkę może być jedną z jej wrodzonych ról.
Dostawa wrażliwa na czas
Mikrobiolog Zuzanna Erdmann bada infekcje wirusowe w Wulkan Haloferaxjednokomórkowy organizm, który rozwija się w niewiarygodnie słonym środowisku, takim jak Morze Martwe czy Wielkie Jezioro Słone. Wiadomo, że bakterie jednokomórkowe szeroko wymieniają pojazdy elektryczne, ale H. wulkany nie jest bakterią – to jest archaikuczłonek trzeciej ewolucyjnej gałęzi życia, w której komórki są zbudowane inaczej niż bakterie czy eukarionty takie jak my.
Ponieważ pojazdy elektryczne mają tę samą wielkość i gęstość co cząsteczki wirusa, co bada zespół Erdmanna w Instytucie Mikrobiologii Morskiej Maxa Plancka w Niemczech, „zawsze pojawiają się, gdy izoluje się i oczyszcza wirusy” – powiedziała. W końcu jej grupa zaciekawiła się i postanowiła zajrzeć do środka.
