Боргтың масштабты ДНҚ құрылымы ғалымдарды таңғалдырады

Мазмұны:

Боргтың масштабты ДНҚ құрылымы ғалымдарды таңғалдырады
Боргтың масштабты ДНҚ құрылымы ғалымдарды таңғалдырады
Anonim

Боргтар қонды - немесе кем дегенде зерттеушілер Жердегі әріптестерін тапты. Америка Құрама Штаттарының батысындағы батпақты жерлерден алынған үлгілерді талдайтын ғалымдар, қоршаған ортадағы микробтық гендерді жинайтын және «ассимиляциялайтын» ДНҚ -ның жаңа құрылымдарын тапты, олар басқа түрлерден білім мен технологияны сіңіретін, Star Trek, Borg -тың ойдан шығарылған келімсектері сияқты..

Ғалымдар шетелдіктердің атымен аталатын ДНҚ -ның бұл ұзын тізбектері хромосомадан тыс элементтер (ECEs) деп аталатын дөңгелек плазмидалар сияқты әртүрлі генетикалық құрылымдардың жиынтығына қосылады. Көптеген микробтардың негізгі генетикалық схемасын кодтайтын бір немесе екі хромосома болады. Бірақ олар көптеген IQE -ді қамтуы мүмкін және жиі бөлісе алады. Олар антибиотиктерге төзімділік гендері сияқты маңызды емес, бірақ пайдалы гендерді тасымалдайды.

Борги - бұл бұрын белгісіз, бірегей және «мүлдем таңқаларлық» ECE түрі, дейді Беркли Калифорния университетінің геомикробиологы Джил Банфилд. Ол және оның әріптестері bioRxiv1 серверінде орналастырылған алдын ала басып шығаруда тапқан құрылымдарды сипаттады. Жұмыс әлі қаралған жоқ.

Бұрын көргеннің бәрінен айырмашылығы

Борхес - ДНҚ құрылымы, «біз бұрын көргеннен айырмашылығы жоқ», - дейді Остиндегі Техас университетінің микробиологы Бретт Бейкер.

Бейжіңдегі Қытай ғылым академиясының микробиологы Хуан Ли: «Соңғы жылдары адамдар» ESE тосын сыйларына үйреніп кетті «дейді. «Дегенмен, ЭКО тұжырымдамасын сөзсіз байытатын Боргтардың ашылуы осы саладағы көптеген мамандарды қуантты».

Олардың мөлдір өлшемі - 600 000 -нан 1 миллионға дейінгі ДНҚ базалық жұптары - Боргтарды басқа көптеген ECE -тен ерекшелейтін ерекшеліктердің бірі. Боргтардың үлкендігі сонша, олар негізгі микробтардың негізгі хромосомасының ұзындығының үштен біріне жетеді, деді Банфилд.

Банфилд микробтардың көміртегі айналымына әсерін зерттейді, соның ішінде күшті парниктік газ метанның өндірілуі мен ыдырауы, ал 2019 жылдың қазанында ол және оның әріптестері Калифорниядағы көміртегі айналымына қатысатын гендері бар ECE іздеуді бастады. батпақ Онда олар бірінші Боргтарды тауып, кейіннен Колорадо мен Калифорниядағы осы және ұқсас жерлерден 19 түрлі түрді анықтады.

Борхес бактериялардан басқа бір клеткалы микроорганизмдер болып табылатын архейлерге жататын көрінеді. Нақтырақ айтқанда, Банфилд пен оның командасы ашқан Боргтар метанды қорытатын және ыдырататын метанопередендермен байланысты. Ал Борг гендері қатысқан сияқты, дейді Банфилд.

Ғалымдар әлі күнге дейін зертханада метанопереденді өсіре алмайды, бұл көптеген микробтардың тұрақты мәселесі, сондықтан топтың борхиді архей метанды өңдеуге қолдана алады деген қорытындысы тек дәйектілік мәліметтеріне негізделген.

Шығындар мен пайдалар

Егер Боргтар бар болса, мұндай ауқымды ESE -ті сақтау Метанопереден үшін қымбатқа түседі, дейді Банфилд пен әріптестер, сондықтан ДНҚ құрылымдарының қандай да бір пайдасы болуы керек. Бұл не болуы мүмкін екенін білу үшін зерттеушілер Borg жүздеген гендерінің тізбегін талдап, оларды белгілі гендермен салыстырды.

Боргтардың құрамында метаболизмді қосқанда метаболизмнің барлық процестеріне қажетті әр түрлі гендер бар көрінеді, деді Банфилд. Ол бұл жинақтарды Methanoperedens мүмкіндіктерін кеңейтетін «құралдар қорабы» деп атайды.

Боргты Боргқа айналдыратын не?

Боргтардың таңқаларлық көлемінен басқа, олардың бірнеше құрылымдық ерекшеліктері бар: олар көптеген ЕЭК сияқты дөңгелек емес, сызықты; олар тізбектің әр ұшында қайталанатын тізбектерді бейнелейді; және оларда болжамды гендердің ішінде де, олардың арасында да қайталанатын көптеген басқа тізбектер бар.

Борхес сонымен қатар топырақта тұратын актинобактерияларда кездесетін алып сызықты плазмидаларға ұқсайды,-дейді Аргентинаның Тукуман қаласындағы микробиологиялық өндірістік процестерге арналған эксперименталды зауыттың микробиологы Джулиан Рафаэль Диб.

Банфилд Боргтың жеке белгілері бұрын табылғанымен, олар «гендердің мөлшерімен, комбинациясымен және метаболикалық жүктемесімен» ерекшеленетінін айтады. Ол бір кездері тұтас микробтар болғанын және метаноперендермен ассимиляцияланғанын айтады, эукариоттық жасушалар бос бактерияларды ассимиляциялау арқылы энергия өндіретін митохондрияны алатындай.

Енді ғалымдар не іздеу керектігін білсе, олар бұрынғы деректерді електен өткізу арқылы көбірек Боргтарды таба алады, дейді Бэнфилд зертханасында жұмыс істеген Бейкер. Ол алдын ала баспа жарияланғаннан кейін өзінің генетикалық мәліметтер базасында бірнеше кандидатты тапқан болуы мүмкін деп есептейді.

Қарсылық пайдасыз

Борг геномына талдау жасай отырып, Банфилд пен оның әріптестері боргтардың әр түрлі көздерден, оның ішінде метанопереденнің негізгі хромосомасынан гендерді ассимиляциялайтынын көрді, дейді Банфилд. Гендердің «ассимиляциясы» әлеуеті оның ұлына 2020 жылы Алғыс айту кешінде «Борг» атауын ұсынуға әкелді.

Банфилд тобы қазіргі уақытта Боргтардың қызметі мен олардың ДНҚ репликаларының рөлін зерттеп жатыр. Қайталау микробтар үшін маңызды: CRISPR деп аталатын әр түрлі құрылымды қайталау - бұл микробтар қоздырғыштарды «есте сақтау» және болашақта олардан қорғану үшін ДНҚ -ға енгізетін вирустардың генетикалық кодының үзінділері.

CRISPR және онымен байланысты ақуыздар биотехнологияның пайдасына айналды, өйткені олар гендерді өңдеудің қуатты әдістеріне бейімделді - бұл Борг геномдары пайдалы құрал бола алатынын көрсетеді. «Бұл CRISPR сияқты маңызды және қызықты болуы мүмкін, бірақ менің ойымша, бұл жаңа нәрсе болады»,-дейді Бенфилд, болашақта зерттеулерде Калифорния Университетінің CRISPR негізіндегі гендік редакторы Дженнифер Дауднамен бірлесіп зерттеулер жүргізуде..

Зерттеушілер Borgs -тің ықтимал қосымшаларының бірі климаттың өзгеруімен күресуге көмектесуі мүмкін. Құрамында микробтардың өсуін ынталандыру, жер бетіндегі археялардың метан шығарындыларын азайтуы мүмкін, олар жылына 1 гигатоннан тұрады.

Табиғи сулы -батпақты жерлерде бұл қауіпті болар еді, деді Банфилд, бірақ бұл ауылшаруашылық аудандарында орынды болуы мүмкін. Алғашқы қадам ретінде оның тобы қазір Калифорнияның күріш алқабында Боргсты аулайды.

Ұсынылған: