Μπορεί να είναι δύσκολο να πούμε, στην αρχή, πότε ένα κύτταρο βρίσκεται στα πρόθυρα της αυτοκαταστροφής.

Φαίνεται ότι κάνει τη συνήθη δουλειά του, μεταγράφει γονίδια και παράγει πρωτεΐνες. Τα οργανίδια του εργοστασίου παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος που ονομάζονται μιτοχόνδρια αναδίδουν ευσυνείδητα ενέργεια. Αλλά τότε ένα μιτοχόνδριο λαμβάνει ένα σήμα και οι τυπικά ήρεμες πρωτεΐνες του ενώνουν τις δυνάμεις τους για να σχηματίσουν μια μηχανή θανάτου.

Διασχίζουν το κελί με συναρπαστική λεπτομέρεια. Μέσα σε λίγες ώρες, όλα όσα είχε χτίσει το κελί βρίσκονται σε ερείπια. Λίγες φυσαλίδες μεμβράνης είναι το μόνο που απομένει.

«Είναι πραγματικά εκπληκτικό το πόσο γρήγορο, πόσο οργανωμένο είναι», είπε Aurora Nedelcu, ένας εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του New Brunswick που έχει μελετήσει τη διαδικασία στα φύκια.

Η απόπτωση, όπως είναι γνωστή αυτή η διαδικασία, φαίνεται τόσο απίθανη όσο και βίαιη. Και όμως κάποια κύτταρα υποβάλλονται σε αυτή την καταστροφική αλλά προβλέψιμη σειρά βημάτων για να αυτοκτονήσουν επίτηδες. Όταν οι βιολόγοι το παρατήρησαν για πρώτη φορά, σοκαρίστηκαν όταν βρήκαν αυτοπροκαλούμενο θάνατο μεταξύ ζωντανών οργανισμών που αγωνίζονται. Και παρόλο που αποδείχθηκε ότι η απόπτωση είναι μια ζωτική δημιουργική δύναμη για πολλά πολυκύτταρα πλάσματα, για ένα δεδομένο κύτταρο είναι εντελώς καταστροφική. Πώς θα μπορούσε να εξελιχθεί μια συμπεριφορά που έχει ως αποτέλεσμα τον ξαφνικό θάνατο ενός κυττάρου, πόσο μάλλον να επιμείνει;

Τα εργαλεία για την απόπτωση, έχουν βρει οι μοριακοί βιολόγοι, είναι περιέργως διαδεδομένα. Και καθώς προσπάθησαν να κατανοήσουν τη μοριακή διαδικασία και την προέλευσή τους, βρήκαν κάτι ακόμα πιο εκπληκτικό: Η απόπτωση μπορεί να αναχθεί σε αρχαίες μορφές προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου που πραγματοποιήθηκαν από μονοκύτταρους οργανισμούς —ακόμα και βακτήρια— που φαίνεται να την εξέλιξαν ως κοινωνική συμπεριφορά.

Τα ευρήματα μιας μελέτης, δημοσιεύθηκε το περασμένο φθινόπωρο, υποδηλώνουν ότι ο τελευταίος κοινός πρόγονος της ζύμης και του ανθρώπου - ο πρώτος ευκαρυώτης, ή κύτταρο που φέρει πυρήνα και μιτοχόνδρια - είχε ήδη τα απαραίτητα εργαλεία για να τελειώσει πριν από περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια. Και άλλες έρευνες, συμπεριλαμβανομένων ένα βασικό χαρτί που δημοσιεύθηκε τον περασμένο Μάιο, δείχνει ότι όταν αυτός ο οργανισμός ήταν ζωντανός, ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος κάποιου είδους ήταν ήδη εκατομμυρίων ετών.

Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι η προέλευση της απόπτωσης που ασκείται στα κύτταρά μας μπορεί να εντοπιστεί στο μιτοχόνδριο, το οποίο είναι περιέργως κεντρικό στη διαδικασία. Άλλοι, ωστόσο, υποψιάζονται ότι η προέλευση του κυτταρικού θανάτου μπορεί να βρίσκεται σε μια παλιά διαπραγμάτευση μεταξύ των προγόνων μας και των βακτηρίων. Όποια και αν είναι η διαδρομή, η νέα έρευνα εμφανίζει δελεαστικές ενδείξεις ότι ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος μπορεί να είναι παλαιότερος από ό,τι πιστεύει κανείς και πιο καθολικός. Γιατί η ζωή είναι τόσο στοιχειωμένη από τον θάνατο;

Όταν ο θάνατος είναι το σχέδιο

Στα τέλη της δεκαετίας του 1950, ο κυτταρικός βιολόγος Ρίτσαρντ Λόκσιν γοητεύτηκε από το τι συμβαίνει στους ιστούς που ένας οργανισμός δεν χρειάζεται πλέον. Εργαζόταν στο εργαστήριο του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ του ειδικού σε έντομα Carroll Williams, ο οποίος είχε αποκτήσει 20,000 κουκούλια μεταξοσκώληκα από την Ασία. τη στιγμή που έφτασαν στο εργαστήριο, η μεταμόρφωσή τους είχε αρχίσει. Μέσα σε κάθε κουκούλι, τα κύτταρα του μεταξοσκώληκα πέθαιναν, ώστε το πλάσμα να γίνει μεταξωτός σκόρος. Ο Lockshin συνέχισε να τεκμηριώνει τον στοχευμένο θάνατο ιστών μέσα στο σώμα τους, τον οποίο ονόμασε «προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο».

Την ίδια περίπου εποχή ο Αυστραλός παθολόγος John Kerr έστρεφε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο στα κύτταρα εμβρύων αρουραίου για να κάνει μια παρόμοια ανακάλυψη. Καθώς το έμβρυο αναπτύχθηκε, νέα κύτταρα προστέθηκαν στο σχέδιο του σώματος. Ωστόσο, τα κύτταρα πέθαιναν επίσης. Δεν ήταν ατύχημα και δεν ήταν αποτέλεσμα τραυματισμού. Αυτός ο θάνατος, τον οποίο ονόμασε «απόπτωση», ήταν «ένα ενεργό, εγγενώς ελεγχόμενο φαινόμενο», έγραψε ο Κερ. Στα έμβρυα αρουραίων, ο θάνατος ήταν το σχέδιο.

Οι ερευνητές που παρατήρησαν αυτό το είδος θανάτου έφτασαν τελικά σε μια λογική εξήγηση για αυτό. Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, μια σφαίρα από ταχέως διαιρούμενα κύτταρα γίνεται κάτι με φτερά και κεραίες ή δάχτυλα χεριών και ποδιών. Στην πορεία, μερικά από αυτά τα κύτταρα πρέπει να ξεφύγουν από το δρόμο των υπολοίπων. Ακόμη και στους ενήλικες, ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος είχε επιστημονική λογική. Τα ανθυγιεινά κύτταρα - όπως αυτά που προκαλούν βλάβη στο DNA - πρέπει να είναι σε θέση να εξαφανιστούν από ένα πολυκύτταρο σώμα, μήπως προκαλέσουν πρόσθετη καταστροφή στα κύτταρα γύρω τους. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι αποτυχίες της απόπτωσης θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ασθένεια, κάτι που ήταν επίσης κατάλληλο. Στον καρκίνο, ένα κύτταρο που θα έπρεπε να είχε πεθάνει - ένα κύτταρο του οποίου το DNA έχει τόσα πολλά λάθη που θα έπρεπε να είχε αφαιρεθεί μόνο του - δεν το κάνει. Σε αυτοάνοσες και άλλες ασθένειες, τα κύτταρα που δεν πρέπει να πεθάνουν πεθαίνουν, και αντίστροφα: Τα κύτταρα που πρέπει να πεθάνουν δεν πεθαίνουν.

Οι ειδικοί υπέθεσαν, ωστόσο, ότι αυτή η ικανότητα ήταν μοναδική για τους πολυκύτταρους οργανισμούς, οι οποίοι είχαν σώματα φτιαγμένα από πολλά κύτταρα για τα οποία άλλα κύτταρα θα μπορούσαν να πεθάνουν. Τι καλό θα μπορούσε να καρπωθεί ένας μονοκύτταρος οργανισμός από τον δικό του θάνατο; Η εξέλιξη δύσκολα θα μπορούσε να ευνοήσει μια συμπεριφορά που απομάκρυνε τον φορέα της από τη δεξαμενή γονιδίων.

«Δεν φαινόταν να έχει νόημα γιατί οτιδήποτε θα αυτοκτονούσε ενεργά», είπε Πιερ Ντουράντ, εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Witwatersrand στη Νότια Αφρική.

Αλλά καθώς οι επιστήμονες σκιαγράφησαν αυτά τα πρωτόκολλα θανάτου με περισσότερες λεπτομέρειες, ορισμένοι άρχισαν να συνειδητοποιούν ότι οι μονοκύτταροι ευκαρυώτες είχαν παρόμοια εργαλεία και ικανότητες. Το 1997, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον βιοχημικό Kai-Uwe Fröhlich ανέφεραν κύτταρα ζυμομύκητα αποσυναρμολογούνται μεθοδικά — η πρώτη γνωστή περίπτωση ενός «μονοκύτταρου κατώτερου ευκαρυώτου» που έχει τον βασικό μηχανισμό προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου. Σύντομα, μονοκύτταρα φύκια, πρωτίστες και άλλοι μύκητες εντάχθηκαν στις τάξεις των πλασμάτων που είναι γνωστά για τον αυτοπροκαλούμενο θάνατο.

Καθώς οι βιολόγοι προσπαθούσαν να καταλάβουν πώς οι οργανισμοί θα μπορούσαν να έχουν εξελίξει αυτή την ικανότητα, αναγκάστηκαν να αντιμετωπίσουν ένα άλλο ερώτημα: Εάν ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος δεν εμφανιζόταν με πολυκυτταρικότητα, τότε από πού προήλθε;

Τα εργαλεία για την εργασία

Εδώ είναι τι συμβαίνει όταν ένα ευκαρυωτικό κύτταρο καταδικάζεται να πεθάνει.

Πρώτον, έρχεται ένα μήνυμα ότι ήρθε το τέλος. Εάν είναι έξω από το κύτταρο - εάν τα γύρω κύτταρα έχουν σημαδέψει τον γείτονά τους για θάνατο - το σήμα φτάνει στην επιφάνεια του κυττάρου και δεσμεύει έναν υποδοχέα θανάτου, ο οποίος εκκινεί την απόπτωση. Εάν το σήμα προέρχεται από το εσωτερικό του κυττάρου - εάν ο λόγος θανάτου είναι η βλάβη στο γονιδίωμα, για παράδειγμα - τότε η διαδικασία ξεκινά με τα μιτοχόνδρια να στρέφονται εναντίον του κυττάρου ξενιστή τους.

Και στις δύο περιπτώσεις, τα εξειδικευμένα ένζυμα δραστηριοποιούνται σύντομα. Ορισμένοι αποπτωτικοί παράγοντες, όπως οι κασπάσες στα ζώα, μπορούν να ενεργοποιηθούν μεταξύ τους σε έναν καταρράκτη εκπληκτικής ταχύτητας που γίνεται σμήνος και κόβει τις δομές του κυττάρου σε κορδέλες. Μετά από αυτό, η μοίρα του κυττάρου σφραγίζεται.

«Υπάρχουν πολλοί δρόμοι για τον κυτταρικό θάνατο», είπε L. Aravind, ένας εξελικτικός βιολόγος στο Εθνικό Κέντρο Πληροφοριών Βιοτεχνολογίας. Όλα τελειώνουν με αποπτωτικά ένζυμα και με θραύσματα πρωτεΐνης και DNA όπου υπήρχε ένα κύτταρο.

Η απόπτωση ελέγχεται τόσο αυστηρά και εφαρμόζεται τόσο ευρέως, που είναι δύσκολο να μην αναρωτηθεί κανείς από πού προέρχονται οι μηχανισμοί της - τόσο τα κομμάτια που συνθέτουν το μηχάνημα, που πρέπει να έχουν έρθει πρώτα, όσο και οι τρόποι με τον οποίο συνεργάζονται. Αυτή η περιέργεια ήταν που ώθησε τον Szymon Kaczanowski και Urszula Zielenkiewicz της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών σε μια πρόσφατη σειρά πειραμάτων. Ήθελαν να μάθουν εάν οι αποπτωτικές πρωτεΐνες από έναν ευκαρυωτικό θα λειτουργούσαν εάν συνδέονταν στην αποπτωτική μηχανή ενός μακρινού συγγενή. Αν η διαδικασία εξακολουθούσε να λειτουργεί, κατάλαβαν, τότε οι λειτουργίες των ενζύμων - ο τρόπος με τον οποίο κόβουν σε φέτες και κόβουν το DNA ή ενεργοποιούν άλλα μέρη του μηχανήματος - πρέπει να έχουν διατηρηθεί σε μεγάλο βαθμό για μεγάλες χρονικές περιόδους.

Η ομάδα κατασκεύασε χίμαιρες ζύμης που είχαν αποπτωτικά ένζυμα από όλο τον ευκαρυωτικό κόσμο: από φυτά μουστάρδας, μούχλα λάσπης, ανθρώπους και το παράσιτο που προκαλεί λεϊσμανίαση. Στη συνέχεια, οι ερευνητές προκάλεσαν απόπτωση. Είδαν ότι πολλές από αυτές τις χίμαιρες ήταν σε θέση να αυτοκτονήσουν ανεξάρτητα από την προέλευση των πρωτεϊνών. Επιπλέον, «τα διαφορετικά χαρακτηριστικά της απόπτωσης διατηρούνται συχνά», είπε ο Kaczanowski, συμπεριλαμβανομένης της θραύσης του DNA και της συμπύκνωσης της χρωματίνης στον πυρήνα.

Αναρωτήθηκαν επίσης αν οι βακτηριακές πρωτεΐνες θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις ευκαρυωτικές. Όταν υποβλήθηκαν σε αναλογικά πρωτεϊνικά γονίδια από μια χούφτα βακτηρίων, η ομάδα παρατήρησε προγραμματισμένο θάνατο σε ορισμένες χίμαιρες, αλλά όχι σε όλες. Αυτό υποδηλώνει ότι τα εργαλεία για τον αυτοπροκαλούμενο θάνατο προϋπήρχαν ακόμη και των ευκαρυωτών, κατέληξαν οι ερευνητές.

Δεν συμφωνούν όλοι με την ερμηνεία τους. Μερικές από αυτές τις πρωτεΐνες, ειδικά αυτές που κόβουν το DNA και τις πρωτεΐνες, είναι επικίνδυνες για το κύτταρο, είπε ο Aravind. ένα κύτταρο μπορεί να πεθάνει απλώς λόγω της βλάβης, παρά λόγω μιας αποπτωτικής διαδικασίας.

Ωστόσο, ο Kaczanowski και ο Zielenkiewicz πιστεύουν ότι αυτό που βλέπουν είναι πραγματικός προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος. Και μια από τις εικασίες τους σχετικά με το γιατί τα βακτηριακά γονίδια μπορεί να λειτουργούν στους ευκαρυώτες συνδέεται με μια ιδέα που έχει διαδοθεί από βιολόγους εδώ και δεκαετίες.

Η θεωρία περιλαμβάνει το μιτοχόνδριο - ένα οργανίδιο που κάποτε ήταν ελεύθερο βακτήριο. Είναι ο παραγωγός ενέργειας του κυττάρου. Εμφανίζεται επίσης ξανά και ξανά στις οδούς απόπτωσης. Ο Guido Kroemer, ο οποίος μελετά τον ρόλο των μιτοχονδρίων στην απόπτωση, τα ονόμασε "τα οργανίδια αυτοκτονίας. "

«Πολλοί το αποκαλούν», είπε ο Nedelcu, «ο κεντρικός εκτελεστής του κυτταρικού θανάτου».

Μια εσωτερική δουλειά;

Το μιτοχόνδριο είναι ένα πολύ μικρό πράγμα κάτω από το μικροσκόπιο, μια τακτοποιημένη παστίλια που περιέχει έναν λαβύρινθο από μεμβράνες. Διασπά τα σάκχαρα για να δημιουργήσει ATP, ένα μόριο του οποίου η ενέργεια εξουσιοδοτεί σχεδόν κάθε κυτταρική διαδικασία. Δεν ξέρουμε ακριβώς πώς βρέθηκε μέσα μας: Το αρχικό βακτήριο μπορεί να ήταν θήραμα του μονοκύτταρου προγόνου μας και στη συνέχεια να ξέφυγε από την πέψη με μέσα που είναι ακόμα μυστηριώδη. Μπορεί να ήταν ένα γειτονικό κύτταρο, που μοιραζόταν πόρους με τον πρόγονό μας μέχρι που η μοίρα τους ήταν τόσο συνυφασμένη που τα σώματά τους έγιναν ένα.

Όποια και αν είναι η προέλευσή του, το μιτοχόνδριο έχει το δικό του μικρό γονιδίωμα, που έχει απομείνει από τις ημέρες της ανεξαρτησίας του. Αλλά πολλά από τα γονίδιά του έχουν μετακινηθεί στο γονιδίωμα του ξενιστή. Το 2002, οι Aravind και Eugene Koonin έγραψαν ένα χαρτί ορόσημο λαμβάνοντας υπόψη την ιδέα ότι οι ευκαρυώτες μπορεί να έχουν πάρει μερικά από τα γονίδια απόπτωσης από το μιτοχόνδριο. Αυτό το μικρό υπόλειμμα ενός βακτηρίου μπορεί να είναι η πηγή ορισμένων εργαλείων που χρησιμοποιούν τα ευκαρυωτικά κύτταρα για να αυτοκτονήσουν.

Τα γονίδια για την απόπτωση θύμισαν στον Kaczanowski και τον Zielenkiewicz μια κούρσα εξοπλισμών μεταξύ ενός αρπακτικού και του θηράματός του. Στη νέα τους εργασία, υπέθεσαν ότι μπορεί να είναι υπολείμματα από τα εργαλεία που εξελίχθηκαν από έναν οργανισμό θηράματος, πιθανώς το αρχικό μιτοχονδριακό βακτήριο, για να αμυνθεί.

Ίσως, όταν πιάστηκαν μέσα στον αρχαίο πρόγονό μας, οι αποπτωτικές πρωτεΐνες έγιναν ένας τρόπος για το μιτοχόνδριο να πιέσει τον ξενιστή να αλλάξει τη συμπεριφορά του, λέει μια υπόθεση που συνέλεξαν οι Durand και Grant Ramsey, ένας φιλόσοφος της επιστήμης, σε μια κριτική δημοσίευσαν τον περασμένο Ιούνιο. Ή ίσως είναι τα απομεινάρια ενός τρόπου με τον οποίο το μιτοχόνδριο εξασφάλιζε ότι ο ξενιστής δεν θα μπορούσε να απαλλαγεί από αυτό - ένα δηλητήριο για το οποίο μόνο τα μιτοχόνδρια είχαν το αντίδοτο. Κάπου στην πορεία, η διαδικασία καταγράφηκε ή μετασχηματίστηκε από τον οικοδεσπότη και μια παραλλαγή εξελίχθηκε σε σωστή απόπτωση.

Η αναζήτηση απαντήσεων σχετικά με την προέλευση της ευκαρυωτικής απόπτωσης φαίνεται να τραβάει τους ερευνητές βαθύτερα στον κόσμο των βακτηρίων. Στην πραγματικότητα, κάποια απορία αν οι απαντήσεις μπορεί να βρίσκονται στο γιατί οι μονοκύτταροι οργανισμοί αυτοκτονούν τη ζωή τους. Εάν κάποια μορφή προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου είναι παλαιότερη από την πολυκύτταρη ζωή - παλαιότερη ακόμη και από τους ευκαρυώτες - τότε ίσως η κατανόηση γιατί συμβαίνει σε οργανισμούς χωρίς σώματα που να ωφελούνται και χωρίς μιτοχόνδρια να επιταχύνουν τη διαδικασία μπορεί να εξηγήσει πώς ξεκίνησε όλο αυτό.

Για το καλό κάποιου συνόλου

Εδώ είναι ένας λόγος που ένας μονοκύτταρος οργανισμός μπορεί να επιλέξει να πεθάνει: να βοηθήσει τους γείτονές του.

Στη δεκαετία του 2000, όταν ο Ντουράντ ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ανακάλυψε κάτι ενδιαφέρον κατά τη διάρκεια ένα πείραμα με μονοκύτταρα ευκαρυωτικά φύκια. Όταν τάισε φύκια τα υπολείμματα των συγγενών τους που είχαν πεθάνει από προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο, τα ζωντανά κύτταρα άκμασαν. Αλλά όταν τους τάισε τα λείψανα συγγενών που σκοτώθηκαν βίαια, η ανάπτυξη των φυκιών επιβραδύνθηκε.

Ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος φάνηκε να δημιουργεί χρήσιμους πόρους από νεκρά μέρη. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να ωφελήσει μόνο τους συγγενείς των νεκρών φυκιών, διαπίστωσε. «Ήταν πραγματικά επιβλαβές για εκείνους ενός διαφορετικού είδους», είπε ο Durand. Το 2022, μια άλλη ερευνητική ομάδα επιβεβαίωσε το εύρημα σε άλλο φύκι.

Τα αποτελέσματα πιθανώς εξηγούν πώς μπορεί να εξελιχθεί ο κυτταρικός θάνατος σε μονοκύτταρα πλάσματα. Εάν ένας οργανισμός περιβάλλεται από συγγενείς, τότε ο θάνατός του μπορεί να παράσχει τροφή και επομένως να προωθήσει την επιβίωση των συγγενών του. Αυτό δημιουργεί ένα άνοιγμα για τη φυσική επιλογή για την επιλογή των εργαλείων για τον αυτοπροκαλούμενο θάνατο.

Τα βακτήρια, επίσης, είναι μονοκύτταρα και μπορεί να ζουν μεταξύ των συγγενών τους. Μπορούν επίσης να πεθάνουν για κάποιο μεγαλύτερο καλό; Υπάρχουν υπαινιγμοί ότι υπό τις κατάλληλες συνθήκες, βακτήρια που έχουν μολυνθεί από έναν ιό μπορεί να αυτοκτονήσουν για να σταματήσουν την εξάπλωση της ασθένειας. Αυτές οι αποκαλύψεις έχουν αναδιαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές σκέφτονται για τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο, και πρόσφατα ανακάλυψε ο Aravind άλλο ένα κομμάτι του παζλ.

Περιλαμβάνει περιοχές πρωτεΐνης που ονομάζονται Τομείς NACHT, που εμφανίζονται σε ορισμένες ζωικές πρωτεΐνες απόπτωσης. Οι τομείς NACHT υπάρχουν επίσης στα βακτήρια. Στην πραγματικότητα, στην άγρια ​​φύση, τα μικρόβια που έχουν τους περισσότερους τομείς NACHT μερικές φορές συμμετέχουν σε αυτό που μοιάζει πολύ με πολυκύτταρο ζωντανό, είπε ο Aravind. Αναπτύσσονται σε αποικίες, γεγονός που τα καθιστά ιδιαίτερα ευάλωτα στη μετάδοση και ιδιαίτερα πιθανό να επωφεληθούν ο ένας από την αυτοθυσία του άλλου.

συνάδελφος του Aravind Aaron Whiteley και το εργαστήριό του στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο και το εργαστήριό του εξοπλισμένο Ε. coli με τους τομείς NACHT και τους μεγάλωσε σε δοκιμαστικούς σωλήνες. Στη συνέχεια μόλυναν τα κύτταρα με ιούς. Εντυπωσιακά, διαπίστωσαν ότι οι πρωτεΐνες που φέρουν NACHT απαιτούνταν για να πυροδοτήσουν μια μορφή προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου, με τα μολυσμένα κύτταρα να αυτοκτονούν τόσο γρήγορα που οι ιοί δεν μπορούσαν να αναπαραχθούν. Η θυσία τους θα μπορούσε να προστατεύσει τους άλλους γύρω τους από μόλυνση, είπε ο Aravind.

Αυτά τα διατηρημένα πεδία λένε μια ιστορία αποπτωτικής προέλευσης, σύμφωνα με τον Aravind. «Είχατε ήδη μια προκατασκευασμένη συσκευή κυτταρικού θανάτου που υπήρχε σε ορισμένα βακτήρια», είπε. Στη συνέχεια, σε κάποιο σημείο, ορισμένες σειρές ευκαρυωτικών κυττάρων πήραν αυτήν την εργαλειοθήκη, η οποία τελικά προίκισε τα κύτταρα σε πολυκύτταρους οργανισμούς με έναν τρόπο να πεθάνουν για το γενικότερο καλό.

Δεν πιστεύει πλέον ότι τα στοιχεία δείχνουν ότι το μιτοχόνδριο είναι η μόνη βακτηριακή πηγή πρωτεϊνών απόπτωσης. Το μιτοχόνδριο είναι το κύριο βακτηριακό υπόλοιπο που εξακολουθεί να ζει στα περισσότερα ευκαρυωτικά κύτταρα και πριν από 25 χρόνια ήταν ο λογικός υποψήφιος για αυτά τα μυστηριώδη γονίδια, είπε. Στα χρόνια που πέρασαν, ωστόσο, κάτι άλλο έγινε σαφές: το μιτοχόνδριο μάλλον δεν ήταν μόνο του.

Τα βακτήρια σε εμάς

Τα ευκαρυωτικά γονιδιώματα, συνειδητοποίησαν σταδιακά οι ερευνητές, φέρουν πολλά ίχνη βακτηριακών γονιδίων, απομεινάρια μιας σιωπηλής παρέλασης άλλων πλασμάτων που άφησαν τα σημάδια τους πάνω μας. Μπορεί να ήταν συμβίωση, όπως το μιτοχόνδριο, αυτό έσκασε μέσα και έξω διαφόρων ευκαρυωτικών γενεαλογιών, αφήνοντας πίσω γονίδια. «Θα πρέπει τώρα να συνειδητοποιήσουμε ότι αυτή η κατάσταση πιθανότατα συνεχίστηκε καθ' όλη τη διάρκεια της ευκαρυωτικής εξέλιξης», είπε ο Aravind.

Τα γονίδια που εμπλέκονται στην απόπτωση μπορεί να προέρχονται από πρώην συμβιωτικούς συντρόφους που έκτοτε έχουν φύγει. Ή μπορεί να είναι τα αποτελέσματα της οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων - μια διαδικασία που κάποτε πιστευόταν ότι ήταν σπάνια και τώρα θεωρείται σχετικά διαδεδομένη - όπου τα γονίδια μπορούν να πηδήξουν από τον έναν οργανισμό στον άλλο μέσω διαδικασιών που είναι ακόμη υπό επεξεργασία. Πακέτα χρήσιμων γονιδίων μπορούν να πηδήξουν ανάμεσα στα βασίλεια της ζωής και να επιμείνουν σε νέους οργανισμούς, εάν τα οφέλη είναι αρκετά μεγάλα.

Ένα από αυτά τα οφέλη, παραδόξως, φαίνεται να είναι η προγραμματισμένη αυτοκαταστροφή.

Όλα αυτά είναι σημαντικά γιατί φέρνουν στο επίκεντρο τη μπερδεμένη πραγματικότητα που κρύβεται πίσω από τη φράση «επιβίωση του ισχυρότερου». Η εξέλιξη λειτουργεί με εκπληκτικούς τρόπους και τα γονίδια έχουν πολλούς σκοπούς. Ωστόσο, αυτό που γίνεται πιο ξεκάθαρο είναι ότι κάποιου είδους πρωτόγονη συλλογικότητα -και, μαζί με αυτό, οργανωμένες αυτοθυσίες από ζωντανά όντα- συνέχισαν πιθανώς δισεκατομμύρια χρόνια πριν εμφανιστεί η πολυκύτταρη ζωή. Ίσως, καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να συνδυάζουν την προέλευση του κυτταρικού θανάτου, θα βρούμε μια ευρύτερη αντίληψη για το τι είναι ο θάνατος και η ζωή.