Боргдун масштабдуу ДНК структуралары илимпоздорду таң калтырууда

Мазмуну:

Боргдун масштабдуу ДНК структуралары илимпоздорду таң калтырууда
Боргдун масштабдуу ДНК структуралары илимпоздорду таң калтырууда
Anonim

Боргтор конду - же жок дегенде изилдөөчүлөр Жерде өз кесиптешин табышты. Америка Кошмо Штаттарынын батышындагы баткактуу аймактардан алынган үлгүлөрдү анализдеп жаткан окумуштуулар, башка түрлөрдөн билимди жана технологияны өздөштүргөн Star Trek, Borgтун ойдон чыгарылган келгиндерине окшоп, айлана -чөйрөдөгү микробдук гендерди чогултуп, "өздөштүргөн" жаңы ДНК структураларын табышты..

Илимпоздор келгиндердин атынан аталган ДНКнын бул кошумча узун жиптери хромосомадан тышкаркы элементтер (ECEs) деп аталган генетикалык структуралардын ар кандай коллекцияларына - тегерек плазмидаларга кошулат. Көпчүлүк микробдордун негизги генетикалык планын коддогон бир же эки хромосома бар. Бирок алар көптөгөн IQEлерди камтышы мүмкүн. Алар антибиотикке туруштук берүүчү гендер сыяктуу маанилүү эмес, бирок пайдалуу гендерди алып жүрөт.

Калифорния университетинин геомикробиологу Джилл Банфилд мындай дейт: Борги - мурда белгисиз, уникалдуу жана "таптакыр укмуш" ECE түрү. Ал жана анын кесиптештери bioRxiv1 серверинде жайгаштырылган алдын ала басууда табылган структураларды сүрөттөштү. Иш азырынча карала элек.

Мурда көргөндүн баарынан айырмаланат

Борхес - ДНК структуралары, "биз көргөн нерселерден айырмаланып турат" дейт Остиндеги Техас университетинин микробиологу Бретт Бейкер.

Акыркы жылдарда "адамдар ESE сюрприздерине көнүп калышты" дейт Пекиндеги Кытай илимдер академиясынын микробиологу Хуан Ли. "Анткен менен ЭКУ концепциясын байыткан Боргстун ачылышы бул тармактагы көптөгөн адистерди кубандырды."

Алардын чоң өлчөмү - 600,000ден 1 миллионга чейинки ДНК базалык жуптары - Боргдорду башка көптөгөн ECEлерден айырмалап турган өзгөчөлүктөрдүн бири. Боргдор ушунчалык чоң болгондуктан, алар кабыл алуучу микробдордун негизги хромосомасынын үчтөн бир бөлүгүнө чейин жетет, деди Банфилд.

Банфилд микробдордун көмүр циклине тийгизген таасирин, анын ичинде күчтүү парник газы метанын өндүрүшүн жана ажыроосун изилдеп жатат жана 2019 -жылдын октябрь айында ал жана анын кесиптештери Калифорниядагы көмүр циклине катышкан гендерди камтыган ECE издөөгө чыгышкан. саз. Ал жерде алар биринчи Боргдорду таап, кийинчерээк Колорадо менен Калифорниядагы ушул жана ушул сыяктуу жерлерден 19 башка түрдү аныкташкан.

Борхес бактериялардан башка бир клеткалуу микроорганизмдер болгон археяга тиешелүү окшойт. Тактап айтканда, Банфилд жана анын командасы тарабынан ачылган Боргдор метанды сиңирүүчү жана талкалоочу Methanoperedens түрлөрү менен байланышкан. Ал эми Борг гендери тартылган окшойт, дейт Банфилд.

Илимпоздор азырынча лабораторияда метанопереденди өстүрө алышпайт, бул көптөгөн микробдор үчүн уланып келе жаткан көйгөй, андыктан команданын боргини Архея метанды иштетүү үчүн колдоно алат деген тыянактары ырааттуулук маалыматтарына гана негизделген.

Чыгымдар жана пайдалар

Эгерде Боргдор бар болсо, мындай эбегейсиз ESEти сактоо Метанопередендер үчүн кымбатка турмак, дешет Банфилд жана кесиптештери, ошондуктан ДНК структуралары кандайдыр бир пайда алып келиши керек. Бул эмне болушу мүмкүн экенин билүү үчүн, изилдөөчүлөр Боргдун жүздөгөн гендеринин тизмегин талдап, белгилүү гендер менен салыштырышкан.

Боргс метаболизмди кошо алганда, бүт метаболикалык процесстерге керектүү болгон ар кандай гендерди камтыйт окшойт, деди Банфилд. Ал бул коллекцияларды Methanoperedensтин мүмкүнчүлүктөрүн кеңейте турган "инструменттер кутусу" деп атайт.

Боргду Борго эмне кылат?

Боргдор таң калыштуу чоңдугунан тышкары, бир нече структуралык өзгөчөлүктөргө ээ: алар көптөгөн ECE сыяктуу тегерек эмес, сызыктуу; алар тилкенин ар бир учунда кайталануучу ырааттуулукту чагылдырышкан; жана аларда болжолдуу гендердин ичинде да, ортосунда дагы көптөгөн кайталануучу тизмектер бар.

Борхес ошондой эле топуракта жашаган актинобактерияларда кездешүүчү ири сызыктуу плазмидаларга окшош, дейт Аргентинанын Тукуман шаарындагы микробиологиялык өндүрүштүк процесстер боюнча эксперименталдык заводунун микробиологу Джулиан Рафаэль Диб.

Банфилд Боргдун жекече белгилери мурда эле табылганын, бирок алар "гендердин өлчөмү, айкалышы жана метаболикалык жүктөмү" менен айырмаланарын ырастайт. Ал бир кезде бүтүндөй микробдор болгонун жана эукариоттук клеткалар эркин жашаган бактерияларды ассимиляциялоо менен энергияны жаратуучу митохондрияны алган сыяктуу эле метаноперендер менен да ассимиляцияланганын айтат.

Эми илимпоздор эмнени издөө керектигин билгенден кийин, эски маалыматтарды текшерүү аркылуу дагы Боргс таба алышат, дейт Банфилддин лабораториясында иштеген Бейкер. Ал алдын ала басылып чыккандан кийин өзүнүн генетикалык маалымат базасында бир нече талапкерди тапкан болушу мүмкүн деп эсептейт.

Каршылык көрсөтүү пайдасыз

Борг геномун анализдөө менен, Банфилд жана анын кесиптештери Боргдор ар кандай булактардан, анын ичинде Methanoperedens негизги хромосомасынан алынган гендерди ассимиляциялоочу белгилерди көрүштү, дейт Банфилд. Гендердин "ассимиляция" мүмкүнчүлүгү анын уулуна 2020 -жылы ыраазычылык кечесинде "Борг" атын сунуштоого түрткү болгон.

Банфилд командасы учурда Боргс функциясын жана ДНК репликаларынын ролун изилдеп жатат. Кайталоолор микробдор үчүн маанилүү: CRISPR деп аталган ар кандай түзүлүштөгү кайталоолор, микробдор патогендерди "эстеп калуу" жана келечекте алардан коргоо үчүн ДНКсына кирген вирустардын генетикалык кодунун үзүндүлөрү.

CRISPR жана аны менен байланышкан протеиндер биотехнологиянын пайдубалына айланды, анткени алар күчтүү генди түзөтүү техникасына ылайыкташтырылган - бул Боргдун геномдору пайдалуу куралдар болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. "Бул CRISPR сыяктуу маанилүү жана кызыктуу болушу мүмкүн, бирок бул жаңы нерсе болот деп ойлойм",-дейт Банфилд, келечектеги изилдөөлөр боюнча кызматташып жаткан автор Дженнифер Даудна, CRISPR негизделген Калифорния университетинин ген редактору..

Изилдөөчүлөр Боргс үчүн потенциалдуу колдонмонун бири климаттын өзгөрүшүнө каршы күрөшүү болушу мүмкүн. Аларды камтыган микробдордун өсүшүн стимулдоо, балким, дүйнө жүзү боюнча жыл сайын болжол менен 1 гигатон болгон топуракта жашаган архейлердин метан чыгарылышын азайтышы мүмкүн.

Муну табигый нымдуу жерлерде кылуу кооптуу болмок, деди Банфилд, бирок бул дыйканчылык аймактарында туура болушу мүмкүн. Ошентип, биринчи кадам катары, анын тобу азыр Калифорниянын күрүч талааларында Боргско аңчылык кылып жатышат.

Сунушталууда: