Nei entdeckt grouss Phagen verschwannen d'Liewen/Net-Liewensgrenz

Eng nei Studie am Journal publizéiert Natur weist datt et wuertwiertlech Honnerte vu Viren grouss genuch si fir Bakterien ze konsuméieren, a mat Eegeschafte déi typesch si fir e liewegen Organismus anstatt déi net lieweg selbstreplikéierend Packagen vun DNA/RNA déi Virussen dacks ugeholl ginn.

Dës Virussen ginn Bakteriophagen genannt - wuertwiertlech, iessen vu Bakterien - a Phagen fir kuerz. Wärend Phagen scho laang waren, dës nei Phagen sinn erstaunlech wat hir Gréisst a biologesch komplex Systemer ugeet. Vill vun hire Genen ginn normalerweis a Bakterien fonnt a gi benotzt fir hir Hostbakterien unzegräifen.

De Prozess

Wou hunn d'Wëssenschaftler dës selten riseg Phagen fonnt? Si pore iwwer eng grouss Datebank vun DNA Sequenzen aus enger breeder an diverser Palette vun Ëmfeld op der Äerd kritt. Dës bal 30 Mikrobiome hunn de Spektrum aus engem waarme Quell am Tibet iwwerdriwwen, duerch Bioreaktoren a Südafrika, an den Daarm vun enger Fra, déi e Puppelchen an hirem Gebärmutter dréit. Aner Plazen enthalen ënnerierdesch Lächer, Ozeanen, Séien, an den Darm vun engem virzäitegen Puppelchen.

De Fuerscher Jill Banfield huet dëst zënter iwwer engem Joerzéngt an en halleft gemaach. Si schafft d'Sequenzen vun all den DNA Bits an all Probe aus, déi se vun enger Plaz op der Äerd kritt. Si passt dann d'Puzzelstécker zesummen fir d'genom Sequenz ze kréien.

In de meeschte Fäll, si kritt en Entworf vum Genom, awer e puer goufen bestätegt als d'Genome vu ganz neie Mikroben. E puer vun dëse Mikroben gi vu klenge Genome geregelt déi, tatsächlech, schéngen onfäheg d'Liewen onofhängeg ze halen, an amplaz ganz ofhängeg vun anere Liewensformen sinn, nämlech, archaea a Bakterien.

Grouss Genom Phagen

Et war virun engem Joer datt si d'Fundatioun vu grousse Phagen gemellt huet, déi hatt Lak Phages genannt huet, am mënschlechen Darm a Mond. Dës Phagen iessen Bakterien am Spaut an am Darm.

Am neie Pabeier, si bericht d'Isolatioun vun iwwer 350 ganz grousse Phagen mat Genome déi sinn, op Längt vun 200, 000 Basen, véierfach méi grouss wéi déi duerchschnëttlech genetesch Sequenz vun all Bakteriophage, déi bis elo bekannt ass (50 kb). Banfield Kommentarer, "Mir ënnersichen d'Äerdmikrobiome, an heiansdo kommen onerwaart Saachen op. "

Dee gréisste sequenéierten bis elo huet e Genom deen iwwerraschend 735 iwwerdeckt, 000 Basisparen, dat ass ongeféier 15 Mol d'Gréisst vum duerchschnëttleche Phage Genom, an tatsächlech, däitlech méi grouss wéi vill bakteriell Genome. Awer et kéint nach ëmmer méi grouss sinn well se nëmmen 175 vun dëse grousse Phagen bis elo sequenzéiert hunn.

Duerstellung vu grousse Phagen (rout, lénks) an normale Phagen, déi eng bakteriell Zell infizéieren. De risege Phage injizéiert seng DNA an d'Hostzell, wou Cas Proteinen - Deel vum CRISPR Immunsystem typesch nëmmen a Bakterien an Archaea fonnt ginn - d'Äntwert vun der Hostzell op aner Virussen manipuléieren. D'UC Berkeley Team huet nach keng grouss Phagen fotograféiert, also sinn all duergestallt wéi déi meescht üblech Phagaart, T4. Bildkreditt:UC Berkeley Bild Ugedriwwe vum Jill Banfield Lab

E Babbel vu Phagen

Dës grouss Phagen goufen an zéng Kladen oder Gruppen klasséiert. Jidderee gouf "Big Phage" benannt, och wa se verschidde Sproochen benotzt, oder verschidde Wierder an der selwechter Sprooch. D'Sprooche sinn déi vum Hierkonftsland vun de Fuerscher. Sou gëtt et eng Mahaphage Clade, e Biggiephage, engem Judaphage, eng Kaempephage, en Dachmphage, e Jabbarphage an e Kabirphage, wéi och en Enormephage, Whopperphage, a Kyodaiphage Clade - am Sanskrit, Australesch Englesch, Chineesesch, Dänesch, Arabesch (déi nächst dräi), Franséisch, Amerikanesch Englesch, a Japanesch!

Bakteriell Waffen a Virussen?

D'Bakteriegen an dëse Phagen enthalen e puer CRISPR Elementer, Gen Editing Protein Kodéierungssegmenter, déi vu Bakterien benotzt gi fir viral Attacken ze widderstoen. D'Wëssenschaftler mengen datt dës Elementer geduecht sinn en Deel vum Host CRISPR System ze ginn, d'Bakterien z'erméiglechen aner Virussen ze widderstoen, sou datt dës grouss Phagen hir Iessen onënnerbrach kënne genéissen. En anere Fuerscher, Basem Al-Shayeb, erkläert datt dës Phagen dëse System fir hiren eegene Virdeel benotzen, "fir d'Kricher tëscht dëse Virussen ze brennen."

En anert faszinéierend Element an enger vun dësen neie Phagen ass e Protein dat déiselwecht Roll spillt wéi de Cas-9 Protein, en integralen Deel vum wäit benotzten CRISPR-Cas9 Gen-Editing Tool fir d'éischt agefouert vum Doudna a Charpentier. Dësen neie Protein gouf CasØ genannt - de Bréif Ø, oder Phi (op Griichesch), ass d'Symbol fir eng Phage. Dëst ass en Deel vun der Cas-12 Famill, awer dës Phagen hunn och aner bakteriell CRISPR Elementer wéi Cas-9, Cas-X, a Cas-Y Proteinen.

E puer vun dëse Phagen hunn och ganz grouss CRISPR Arrays. Dëst bezitt sech op d'Präsenz vun Arrays aus virale DNA Fragmenter, Erënnerungsarrays déi séier Erkennung vun engem Widderhuelungsattack vun engem vun dëse Virussen erlaben. Dëst, ofwiesselnd, aktivéiert Instant Cas Reaktiounen, erméiglecht spezifesch Zilsetzung vun dëse Virussen.

Liewen oder Net-Liewen?

Eng aner erstaunlech Entdeckung war d'Entstoe vu Genen, déi fir ribosomal Proteine ​​codéieren. De Ribosom ass d'Zellorganelle déi mRNA liest a benotzt se fir spezifesch Proteinen ze maachen. Dëst ass eng vun den éischten Optriede vu ribosomalen Genen a Virussen.

Si hunn och Genen fonnt déi codéiere fir Transfer RNAs, déi sinn d'Moleküle déi déi richteg Aminosäuren ophuelen fir an d'Proteinsekvens opgeholl ze ginn. Et gi reguléierend Genen fir tRNAs, Genen fir de Proteinsyntheseprozess anzeschalten, a souguer e puer ribosomal Segmenter. Dës Genen ginn nëmmen a Liewensforme fonnt well se mat der Fabrikatioun vu Proteinkomponenten ze dinn hunn - wat anescht ass wéi en anere Virus maache kann, an déi eng Fäegkeet ass, déi d'Liewe schreift.

Den Enquêteur Rohan Sachdeva seet datt dëst "eng vun de wichtegsten definéierende Funktiounen ass, déi Virussen a Bakterien trennen, Net-Liewen a Liewen. "Hien nennt dëst" d'Linn e bësse verschwannen. "

Firwat sinn dës Genen do? D'Fuerscher mengen datt se kënne benotzt gi fir d'Ribosome ze kapéieren fir viral ze replizéieren anstatt wéi bakteriell Proteine ​​hosten. Eng zousätzlech Entdeckung ass d'Präsenz vun alternativen genetesche Coden, oder d'Benotzung vu méi wéi engem genetesche Code fir déiselwecht Aminosaier ze bezeechnen. Dës Feature kéint de bakterielle Ribosom vun der Streck geheien an et fuddelen an d'viral RNA ze decodéieren anstatt dem Host seng eege RNA.

Implikatiounen

D'Entdeckung vun neien Tools, déi am Kampf tëscht Bakterien a Virussen benotzt ginn, bitt vill Méiglechkeeten fir nei Gen-Editing-Tools ze fannen. Vill vun den neien Genen sinn nach ze exploréieren fir hir Funktiounen, an et kéint gutt sinn datt dës nei Proteine ​​hëllefräich sinn a verschiddenen Uwendungen an der Industrie, medizinesch Wëssenschaften, oder an der Landwirtschaft.

Et gi Gefore, ze. Virussen transferéieren Genen vun engem Bakterie an en anert - e puer dovu kéinte verantwortlech sinn fir Antibiotikaresistenz oder fir Virulenz (d'Fäegkeet fir Krankheet ze verursaachen). Dës Eegeschafte vun den nei entdeckten Phagen kéint bedeiten datt et e Risiko ass fir e puer vun dëse schiedleche Genen an de mënschleche Mikrobiom ze transferéieren well Phagen nieft Bakterien optrieden.

Well d'Zuel vun de Genen, déi vun dëse grousse Phagen gedroen ginn, däitlech méi héich ass wéi normal Phagen, si hunn eng méi grouss Fäegkeet fir ronderëm Genen ze beweegen déi aner Zellen verletzen kënnen. Ofwiesselnd, dëst erhéicht de Risiko datt e puer vun dëse Genen duerch Genen am mënschlechen Ëmfeld erwuesse ginn.

Fazit

Insgesamt, d'Fuerscher si faszinéiert vun der Präsenz vu Phagen mat risege Genome a ville Mikrobiome weltwäit. D'Relatioun tëscht dëse grousse Phagen gëtt interpretéiert sou datt se aus enger antiker Famill vu grousse Genomvirussen kommen.

Seet Banfield, "Grouss Genome ze hunn ass eng erfollegräich Existenzstrategie. Dës Virussen vu Bakterien sinn en Deel vun der Biologie, vun replikéierenden Entitéiten, iwwer déi mir ganz wéineg wëssen. "

Richteg genuch. Dës Phagen si vun enger Gréisst déi se iergendwou an der Spalt tëscht der Archaea (déi fréierst Famill vu Bakterien) passt, a gewéinlech Phagen déi ausgesi wéi net-lieweg Saachen. De Banfield beschreift se als "erfollegräich Existenzstrategien déi Hybriden sinn tëscht deem wat mir als traditionell Virussen an traditionell lieweg Organismen denken."

• Ongewéinlech grouss,
• Mikrobiom an der Dermis Hautschicht ass d'selwecht onofhängeg vum Alter a Geschlecht