Огромные бактерии, поедающие бактерии, сокращают разрыв между жизнью и не-жизнью. Большие бактериофаги несут

Крупные бактериофаги несут бактериальные гены, включая CRISPR и рибосомные белки

Ученые обнаружили сотни необычно крупных, убивающих бактерии вирусов, которые обычно ассоциируются с живыми организмами, стирая грань между живыми микробами и вирусными машинами.

Эти фаги. сокращение от бактериофагов, так называемые, потому что они "есть" бактерии. имеют размер и сложность, которые считаются типичными для жизни, несут многочисленные гены, обычно встречающиеся в бактериях, и используют эти гены против своих бактериальных хозяев.

Калифорнийский университет в Беркли, исследователи и их сотрудники обнаружили этих огромных фагов, исследовав большую базу данных ДНК, которую они произвели из почти 30 различных сред на Земле. от кишок недоношенных детей и беременных женщин до тибетского горячего источника, южноафриканского биореактор, больничные палаты, океаны, озера и глубокое подполье.

Всего они идентифицировали 351 различных огромных фагов, все с геномами в четыре или более раз больше, чем средние геномы вирусов, которые питаются одноклеточными бактериями.

Среди них самый крупный бактериофаг, обнаруженный до настоящего времени: его геном длиной 735 000 пар оснований почти в 15 раз больше, чем средний фаг. Этот самый большой известный геном фага намного больше, чем геномы многих бактерий.

"Мы исследуем микробиомы Земли, и иногда появляются неожиданные вещи. Эти вирусы бактерий являются частью биологии, копирующихся объектов, о которых мы очень мало знаем," сказала Джилл Бэнфилд, профессор Беркли в Калифорнии, в области наук о Земле и планетологии, а также в области наук об окружающей среде, политики и управления, а также старший автор статьи о результатах, опубликованных 12 февраля в журнале. Природа. "Эти огромные фаги перекрывают разрыв между неживыми бактериофагами, с одной стороны, и бактериями и археями. Определенно существуют успешные стратегии существования, которые представляют собой гибриды между тем, что мы считаем традиционными вирусами и традиционными живыми организмами."

По иронии судьбы, внутри ДНК, которую тащат эти огромные фаги, являются частями системы CRISPR, которую бактерии используют для борьбы с вирусами. Вероятно, что после того, как эти фаги вводят свою ДНК в бактерии, вирусная система CRISPR дополняет систему CRISPR бактерий-хозяев, вероятно, главным образом для борьбы с другими вирусами.

"Поразительно, как эти фаги перепрофилировали эту систему, которую мы считали бактериальной или археальной, для использования в своих собственных целях против их конкуренции, чтобы разжечь войну между этими вирусами," сказал UC Berkeley аспирант Басем аш-Шейеб. Аль-Шайеб и научный сотрудник Рохан Сачдева являются со-первыми авторами Природа бумага.

Новый белок Cas

Один из огромных фагов также способен производить белок, аналогичный белку Cas9, который является частью революционного инструмента CRISPR-Cas9, который Дженнифер Дудна из Калифорнийского университета в Беркли и ее европейская коллега Эммануэль Шарпантье адаптировали для редактирования генов. Команда окрестила этот крошечный белок CasΦ, потому что греческая буква Φ, или phi, традиционно использовалась для обозначения бактериофага.

Читайте также

  • Как Узнать Серийный Номер Ноутбука Asus
    Узнать год выпуска ноутбука asus по серийному номеру Ищем серийник на упаковке и корпусе устройства.Похожие: Компьютеры. Чаще всего серийный номер ноутбука читают, сняв его батарею иИщем серийник на упаковке и корпусе устройства.Похожие: Компьютеры. ...
  • Как Разблокировать Iphone 5s В Домашних Условиях
    Всем привет! Телефоны Apple сегодня являются практически стандартом качества и эффективности среди всех мировых компаний. Но иногда возникают ситуации, когда пользователь при использовании таких популярных моделей, как «iPhone», может столкнуться с н...
  • Как Сделать Чтобы Телефон Заряжался Без Зарядки
    Сборник ответов на ваши вопросыКогда необходимо срочно выйти из дома, а ваше мобильное устройство находится на зарядке уже несколько часов без видимого прогресса, у кого угодно бывают вариации сдать нервы. В такие моменты особо не так уж важно, почем...
  • Активировать Айфон Через Itunes Без Сим Карты
    Как активировать iPhone с применением iTunes После покупки свежего iPhone, iPod как еще его называют iPad как еще его называют просто выполнения полного сброса, например, для устранения проблем со службой устройства, пользователю необходимо выполнить...
  • Не Работает Кнопка Назад На Самсунге
    Не работают сенсорные кнопки вспять и менюИ у меня после обновления так же стало (( что делать? Олеся_Арзянцева 22 марта 2012Реально не стали работать кнопки вообщем. Телефон вполне разбирал (есть аннотация), добирался до этих кнопок, фукал), чистил ...
  • Айфон Пишет Нет Сим Карты Что Делать
    Что делать, если iPhone не видит sim-карту?Радостная эйфория от покупки новомодного телефона iPhone популярной компании Apple может закончиться глубоким разочарованием. Всё дело в особой «привычке» Айфонов любой модели, начиная с разработ...

"У этих огромных фагов есть большой потенциал для поиска новых инструментов для геномной инженерии," Сачдева сказала. "Многие из найденных нами генов неизвестны, они не имеют предполагаемой функции и могут быть источником новых белков для промышленного, медицинского или сельскохозяйственного применения."

Помимо предоставления нового понимания постоянной войны между фагами и бактериями, новые результаты также имеют значение для болезней человека. Вирусы, как правило, несут гены между клетками, включая гены, которые придают устойчивость к антибиотикам. А поскольку фаги встречаются везде, где живут бактерии и археи, включая микробиом кишечника человека, они могут нести повреждающие гены в бактерии, которые колонизируют людей.

"Некоторые заболевания вызваны косвенно фагами, потому что фаги перемещаются вокруг генов, участвующих в патогенезе и устойчивости к антибиотикам," сказал Бэнфилд, который также является директором по исследованиям микробов в Инновационном институте геномики (IGI) и следователем CZ Biohub. "И чем больше геном, тем больше у вас возможностей перемещаться по этим генам и тем выше вероятность того, что вы сможете доставлять нежелательные гены бактериям в микробиомах человека."

Секвенирование биомов Земли

Уже более 15 лет Бэнфилд изучает разнообразие бактерий, архей, которые, по ее словам, являются очаровательными кузенами бактерий, и фагов в различных средах вокруг планеты. Она делает это путем секвенирования всей ДНК в образце и последующего объединения фрагментов в единое целое, чтобы собрать черновые геномы или, в некоторых случаях, полностью курированные геномы неизвестных микробов.

В процессе, она обнаружила, что многие из новых микробов имеют чрезвычайно крошечные геномы, кажущиеся недостаточными для поддержания независимой жизни. Вместо этого они, кажется, зависят от других бактерий и архей, чтобы выжить.

Год назад она сообщила, что некоторые из крупнейших фагов, группа, которую она назвала фагом Lak, могут быть найдены в наших кишках и ртах, где они охотятся на кишечные и микробиомы слюны.

Новый Природа В результате более тщательного поиска огромных фагов во всех метагеномных последовательностях, накопленных Банфилдом, появились новые метагеномы, предоставленные научными сотрудниками по всему миру. Метагеномы происходили от бабуинов, свиней, аляскинских лосей, образцов почвы, океанов, рек, озер и подземных вод, и включали бангладешцев, которые пили воду, загрязненную мышьяком.

Исследователи определили 351 геном фага длиной более 200 килобаз, что в четыре раза превышает среднюю длину генома фага в 50 килобайт (кб). Им удалось установить точную длину 175 фаговых геномов; другие могут быть намного больше, чем 200 кб. Один из полных геномов длиной 735 000 пар оснований в настоящее время является крупнейшим известным геномом фага.

В то время как большинство генов в этих огромных фагах кодируют неизвестные белки, исследователи смогли идентифицировать гены, которые кодируют белки, важные для механизма, называемого рибосомой, который переводит РНК-мессенджер в белок. Такие гены обычно не обнаруживаются в вирусах, только в бактериях или археях.

Исследователи обнаружили много генов для переноса РНК, которые переносят аминокислоты в рибосому для включения в новые белки; гены белков, которые нагружают и регулируют тРНК; гены для белков, которые включают трансляцию и даже кусочки самой рибосомы.

Огромные бактерии, поедающие бактерии, сокращают разрыв между жизнью и не-жизнью. Большие бактериофаги несут

Читайте также

  • Почему Не Работает Звук На Айфоне 6
    Что делать, если на iPhone нет звука? Приветствую вас, уважаемые читатели и владельцы гаджетов, основанных на операционной системе iOS. В этом вопросе посте я расскажу вам, почему и что делать, если звук потерян на вашем мобильном устройстве, наприме...
  • Нужно Ли Откручивать Пробки При Зарядке
    Как мы точно знаем снутри хоть какого авто аккума встречаются особая жидкость, которая именуется электролит. Она содействует скоплению заряда, ну и вообщем без нее принцип АКБ не проявился бы. Но параметров у электролита достаточно, к примеру — при р...
  • Проверка Айфон По Имей На Официальном
    Всем привет, почетаемые читатели. Сейчас я расскажу для вас лично – самые выяснить активацию и дату активации (блокировки) мобильного iPhone девайса. Это потребуется в нескольких случаях, к примеру, нетерпится приобрести мобильное устройство iPhone ...
  • Сравнение Iphone 6s Plus И Iphone 7
    IPhone 7 против iPhone 6S? Что выбрать?Загрузите приложение «Выбор»: Голосование: Интеграция как реклама. Twitter :.Обзор Apple iPhone 7 Plus. Сравнение с iPhone 6s PlusЕдинственное новшество iPhone 7 Стоит проконтролировать дополнительну...
  • Xiaomi Redmi Note 3 Pro Не Загружается
    Почему не включается Xiaomi Redmi 3 или Note 3 ProЕсли ваш Xiaomi Redmi 3 не хочет загружаться, хотя до этого исправно работал, то не спешите сразу бежать в сервисный центр, ведь, вероятно, данную проблему лучше всего сделать самостоятельно.Даже невз...
  • Перестал Работать Сенсор На Телефоне Samsung S5230
    Перестал работать сенсор на телефоне samsung s5230тип АС: концертная, пассивная, 1950 Ватт, 60-16000 Гц, 991x356x508 ммCeleron Dual-Core / Core 3.5 Duo / Pentium Dual-Core, 1500-2000 МГц, 4.7 кг, 2048-3072 Мб, 120-250 Гб, 15.4 дюйм,…принтер, A6, субл...

"Как правило, то, что отделяет жизнь от не-жизни. это наличие рибосом и способность делать перевод; это одна из основных определяющих особенностей, разделяющих вирусы и бактерии, неживые и неживые," Сачдева сказала. "У некоторых крупных фагов есть много этого трансляционного механизма, поэтому они немного размывают линию."

Огромные фаги, вероятно, используют эти гены для перенаправления рибосом, чтобы сделать больше копий своих собственных белков за счет бактериальных белков. У некоторых огромных фагов также есть альтернативные генетические коды, триплеты нуклеиновых кислот, которые кодируют определенную аминокислоту, что может запутать бактериальную рибосому, которая декодирует РНК.

Кроме того, некоторые из недавно обнаруженных огромных фагов несут гены для вариантов белков Cas, обнаруженных в различных бактериальных системах CRISPR, таких как семейства Cas9, Cas12, CasX и CasY. CasΦ является вариантом семейства Cas12. Некоторые из огромных фагов также имеют массивы CRISPR, которые являются областями бактериального генома, где хранятся фрагменты вирусной ДНК для последующего использования, что позволяет бактериям распознавать возвращающиеся фаги и мобилизовать их белки Cas для нацеливания и разрезания их.

"Вывод высокого уровня состоит в том, что фаги с большими геномами довольно заметны в экосистемах Земли, они не являются особенностью одной экосистемы," Банфилд сказал. "И фаги, у которых есть большие геномы, связаны, что означает, что они. установленные линии с длинной историей большого размера генома. Наличие больших геномов. это одна из успешных стратегий существования, о которой мы очень мало знаем."

Исследователи разделили 351 мегафага на 10 новых групп или клад, названных в честь слов для "большой" на языках соавторов газеты: Mahaphage (санскрит), Kabirphage, Dakhmphage и Jabbarphage (арабский); Kyodaiphage (японский); Biggiephage (австралийский), Whopperphage (американский); Иудафаг (китайский), Энормефаг (французский); и Kaempephage (датский).

Работа в Калифорнийском университете в Беркли была в основном поддержана Институтом инновационной геномики (IGI) и Национальными институтами здравоохранения. Из 45 соавторов 35 участвовали в исследовании, будучи связаны с Калифорнийским университетом в Беркли: Банфилд, Аль-Шайеб, Сачдева, Лин-Син Чен, Фред Уорд, Одра Девото, Синди Кастель, Мэтью Олм, Кит Бома-Грегсон, Кристина Хе Рафаэль Мехеуст, Брэндон Брукс, Алекс Томас, Ади Лави, Паула Матеус-Карневали, Дженнифер Дудна, Эллисон Шаррар, Александр Джаффе, Роуз Кантор, Рэй Керен, Кэтрин Лэйн, Ибрагим Фараг, Шуфей Лэй, Кари Финстанд, Роналдан Амун Александр Пробст, Мэри Пауэр и Джейми Кейт.

You may also like