DNA “Borg” baru yang misterius tampaknya menyerap gen dari organisme yang berbeda ائن

Untaian DNA misterius yang tampaknya mengakomodasi gen dari banyak organisme berbeda telah ditemukan di sekitar mereka di halaman belakang California.

Para ilmuwan telah menjuluki elemen-elemen ini “Borgs,” dan penemuan mereka dapat membantu kita tidak hanya memahami evolusi mikroorganisme, tetapi juga memahami interaksi mereka dalam ekosistem mereka dan peran mereka dalam lingkungan yang lebih luas.

Menurut ahli mikrobiologi Jill Banfield dari University of California, Berkeley, Borg bisa membuat penemuan yang sangat penting.

“Saya belum bersemangat tentang penemuan ini sejak saat itu CRISPR, ” katanya di twitter. “Kami menemukan sesuatu yang misterius, seperti CRISPR, terkait dengan genom mikroba.”

Lembar yang menjelaskan struktur telah diunggah ke server pracetak bioRxivSedang menunggu ulasan sejawat.

Keluarga pertama Borgs ditemukan di lumpur yang dikeruk dari halaman belakang Banfield. Dia bekerja dengan ahli genetika Basem Al-Shayeb dari University of California di Berkeley untuk mengidentifikasi dirinya Virus yang menginfeksi mikroba yang kekurangan oksigen, yang dikenal sebagai archaea, yang hidup di lingkungan lahan basah, Majalah Sains Laporan.

DNA ekologis adalah cara terbaik untuk mengidentifikasi kelompok organisme yang hidup dalam suatu ekosistem. Tapi di sendok lumpur, Banfield dan abu-abu telah menemukan sesuatu LucuDNA terdiri dari sekitar satu juta pasangan basa. itu besar.

Sebuah melihat lebih dekat pada urutan mengungkapkan fitur yang lebih membedakan: lebih dari setengah dari gen yang baru; Itu memiliki urutan terbalik di akhir setiap untai; Struktur yang konsisten dengan kemampuan replikasi diri ditunjukkan.

Bingung, para peneliti beralih ke database DNA untuk melihat apakah mereka dapat menemukan hal lain yang menyerupai penemuan mereka. Mereka mengidentifikasi 19 urutan yang tampaknya sesuai dengan profil.

Apa struktur DNA ini tidak jelas, tetapi mereka pasti menarik. Mereka termasuk dalam kelas struktur yang disebut Elemen ekstrakromosomal, atau ECE, yang dapat ditemukan di luar kromosom yang mengandung sebagian besar materi genetik organisme.

ECE berukuran besar dan bereplikasi sendiri, dan dapat ditemukan di dalam atau di luar inti sel; Contohnya termasuk plasmid dan DNA virus.

“Kami tidak dapat membuktikan bahwa mereka adalah virus primitif, plasmid, atau kromosom kecil, kami juga tidak dapat membuktikan bahwa mereka bukan virus,” Para peneliti menulis di makalah mereka.

Borgs jauh lebih besar dari ECE lainnya, namun, Menurut Banfield: sepertiga dari ukuran mikroba inang.

Pengurutan mengungkapkan bahwa burg yang mereka temukan memiliki fitur yang sama dengan genus Archaea yang disebut metanopiridin yang mengoksidasi metana, menunjukkan bahwa struktur dapat dikaitkan dengan mikroba tertentu. Bahkan, keluarga Borg bisa terlibat secara kritis dalam proses ini.

Ini penting bagi ilmuwan seperti Banfield, karena prosesnya mengurangi jumlah metana di atmosfer. Karena metana adalah gas rumah kaca yang sangat kuat, mempelajari bagaimana mikroba melakukannya dapat berimplikasi pada ilmu iklim.

Namun, metanopiridin Itu tidak dapat tumbuh di lingkungan laboratorium – Tidak sekarang. Satu masalah dengan DNA lingkungan adalah dapat terkontaminasi dengan materi genetik lain di lingkungan yang sama.

Faktanya, Borg tampaknya berbagi banyak urutan genetik dari elemen dan mikroba lain. Para peneliti menafsirkan ini berarti bahwa ECE telah mengasimilasi dan menginternalisasi gen dan elemen ini – maka namanya, setelah ras otak sel alien dari Star Trek.

Namun, ada kemungkinan bahwa gen yang dimiliki bersama itu adalah bukti pencemaran lingkungan. Sampai metanopiridin Mereka dapat tumbuh di laboratorium, dalam isolasi dari pengaruh polusi tersebut, tidak mungkin untuk secara definitif menyatakan struktur genetik ini sebagai penemuan baru.

Namun, hasilnya menarik. Jika Borgs itu nyata, mereka dapat meningkatkan kemampuan untuk metanopadryneKemampuan untuk mengoksidasi metana. Ini menunjukkan kemungkinan proses yang tidak diketahui, dan bahwa ECE ini memainkan peran yang sebelumnya tidak diketahui dalam regulasi atmosfer.

“Borse membawa banyak gen metabolik, beberapa di antaranya menghasilkan berbagai jenis protein Methanoperedens yang dapat memiliki sifat biofisik dan biokimia yang berbeda,” Para peneliti menulis di makalah mereka.

“Dengan asumsi bahwa gen ini berkembang dan meningkat metanopiridin metabolisme energi, Borgs mungkin memiliki konsekuensi biogeokimia yang luas, termasuk berkurangnya fluks metana, dengan implikasi iklim yang penting dan tak terduga.”

Hasilnya tersedia di situs web pracetak bioRxiv.