Μπορεί να κλέψει ένα ζωϊκό DNA ιών;

Εάν μελετήσετε τους ιούς που μολύνουν τα βακτήρια δεν είναι το δια βίου πάθος σας, ίσως να ενδιαφέρεστε να μάθετε ότι ένας βακτηριοφάγος φιλοξενεί DNA που φαίνεται να συνδέεται με μια τοξίνη αράχνης.

Αν είστε βιολόγος που μελετά αυτούς τους τύπους ιών, αυτή η ανακάλυψη μπορεί να αποτελέσει μια απόλυτη έκπληξη.

Αυτό είναι πιθανώς πως ένα ζευγάρι ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt αισθάνθηκε όταν ανέλυσε το γονιδίωμα του φάγου WO και ανακάλυψε το DNA που μοιάζει με το γονίδιο για latrotoxin.

Το πιο εκπληκτικό μέρος, όμως, δεν είναι ότι ο ιός είχε κομμάτια DNA παρόμοια με έναν άλλο οργανισμό.

Διαφήμιση

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ήδη ότι οι ιοί μπορούν να κλέψουν το DNA από τους οικοδεσπότες τους.

Αυτό ισχύει και για τους δύο ιούς που μολύνουν τους ευκαρυώτες - πλάσματα με έναν πυρήνα στα κύτταρα τους - και εκείνους που μολύνουν τα βακτηρίδια. Αλλά οι ιοί συνήθως έχουν μόνο τμήματα DNA παρόμοια με τον άμεσο ξενιστή τους.

διαφήμισηΔιαφημικήΜε την γνώση μας, αυτή είναι η πρώτη αναφορά του DNA που μοιάζει με ζώο που βρίσκεται σε βακτηριακό ιό. Η Sarah Bordenstein, Πανεπιστήμιο Vanderbilt

Το Phage WO είναι διαφορετικό.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι ο ιός αυτός περιείχε DNA που δεν μοιάζει με εκείνο του ξενιστή του - ένα βακτηριακό παράσιτο που ονομάζεται Wolbachia - αλλά DNA από τον ξενιστή του ξενιστή του. Δηλαδή, η μαύρη αράχνη χήρα.

Η Wolbachia δεν μολύνει μόνο μαύρες αράχνες χήρας. Βρίσκεται επίσης στα κύτταρα άνω του 40% όλων των αρθροπόδων στον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των εντόμων, καρκινοειδών και άλλων αραχνών.

Η ανακάλυψη βάζει τον φάγιο WO σε μια μοναδική θέση μεταξύ των ιών.

«Από τις γνώσεις μας, αυτή είναι η πρώτη αναφορά του DNA που μοιάζει με ζώο που βρίσκεται σε βακτηριακό ιό», γράφει ο Sarah Bordenstein, ανώτερος ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt.

Διαφήμιση

Η She και ο Seth Bordenstein, Ph. D., αναπληρωτής καθηγητής βιολογικών επιστημών και παθολογίας, μικροβιολογίας και ανοσολογίας στο Vanderbilt, δημοσίευσαν τη μελέτη τους στις 11 Οκτωβρίου στο περιοδικό Nature Communications.

Μέχρι στιγμής, ο phage WO είναι μοναδικός, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι οι επιστήμονες δεν θα βρουν τελικά άλλους βακτηριοφάγους με ζώο DNA.

«Είμαι αισιόδοξος ότι οι ερευνητές θα βρουν περισσότερες περιπτώσεις, καθώς αποκαλύπτονται επιπρόσθετα ιικά γονιδιώματα», δήλωσε η Sarah Bordenstein, «ειδικά τώρα που βρισκόμαστε σε επιφυλακή, αλλά αυτό δεν συμβαίνει. "

Διαφήμιση

Διαβάστε περισσότερα: Οι επιστήμονες βρίσκουν την επεξεργασία γονιδίων με το CRISPR δύσκολο να αντισταθεί»

Είναι η κλοπή DNA;

Είναι δελεαστικό να πούμε ότι ο ιός "έκλεψε" το DNA από τη μαύρη αράχνη χήρα.

ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση

Υπάρχουν όμως πολλοί τρόποι με τους οποίους οι δύο οργανισμοί θα μπορούσαν να έχουν καταλήξει σε παρόμοιο DNA.

Θα μπορούσαν να έχουν εξελίξει τα γονίδια ξεχωριστά, αυτό που είναι γνωστό ως συγκλίνουσα εξέλιξη. Η στενή σχέση μεταξύ του ιού, των βακτηρίων και των αρθροπόδων, ωστόσο, δείχνει κάποιο είδος γονιδιακής μεταφοράς.

"Το Phage WO υπάρχει σε μια μοναδική θέση, επειδή μολύνει τα κύτταρα των εξαιρετικά επιτυχημένων βακτηρίων που μολύνουν τα κύτταρα των εντόμων", δήλωσε η Sarah Bordenstein. "Αυτό παρέχει περισσότερες ευκαιρίες για γενετική έκθεση και μεταφορά. "

Διαφήμιση

Έτσι, αν ήταν μεταφορά γονιδίων, πώς συνέβη αυτό;

Το Phage WO μπορεί να έχει πάρει το DNA απευθείας από τη μαύρη αράχνη χήρας. Ή Wolbachia - ή άλλος ιός ή βακτηρίδια - μπορεί να έχει πάρει το DNA του αράχνη και να το περάσει στον φάγιο WO.

ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση

Ή οι αλληλουχίες DNA θα μπορούσαν να έχουν ρέει στην αντίθετη κατεύθυνση.

"Με απλά λόγια, δεν είμαστε απόλυτα βέβαιοι στην κατεύθυνση της μεταφοράς. Αλλά δεν θα ήταν ενδιαφέρουσα η επιλογή; "Δήλωσε η Sarah Bordenstein στην Healthline. "Είτε η αράχνη περνούσε κατά μήκος ενός χρήσιμου κομματιού DNA σε έναν βακτηριακό ιό, είτε ο φάγης συνέβαλε στην εξέλιξη του δηλητηρίου αράχνης. "

Στο ιστολόγιό της, η Sarah Bordenstein γράφει ότι τα αποδεικτικά στοιχεία« προσκρούουν προς την αράχνη σε ιό, πιθανώς μέσω ενός ενδιάμεσου μέσου που θα βρεθεί ακόμα. "

Το γονιδίωμα Phage WO δεν περιλαμβάνει ολόκληρο το γονίδιο της τοξίνης της αράχνης. Αλλά έχει DNA που είναι παρόμοιο με το τμήμα της protoxin του γονιδίου - το τμήμα αυτό θεωρείται ότι εμπλέκεται στη ρήξη των κυττάρων αράχνης που παράγουν τοξίνη.

Οι ερευνητές βρήκαν και άλλα είδη ζωικών DNA όπως στο γονιδίωμα του φάγου. Αυτό το DNA έμοιαζε με γονίδια που χρησιμοποιούνται από ζωικά κύτταρα για την ανίχνευση παθογόνων ή την αποφυγή των ανοσολογικών αποκρίσεων.

Αυτά τα τεμάχια ζωϊκού DNA μπορούν να βοηθήσουν τον ιό να σπάσει τόσο από τις βακτηριακές όσο και τις ζωικές κυτταρικές μεμβράνες ή να επιβιώσει στο κυτταρικό περιβάλλον του ζωικού ξενιστή.

Χρειάζεται περισσότερη έρευνα για να μάθει ποιος είναι ο σκοπός αυτών των τμημάτων DNA, αν υπάρχουν, για τον φάγιο WO.

Διαβάστε περισσότερα: Τα κρούσματα πυρετού του δάγκειου αυξάνουν με την αλλαγή του κλίματος »

Ο ιός που καταπολεμά τον ιό

Οι ερευνητές επίσης αναγνώρισαν πως ο φάγος WO εισέρχεται στο γονιδίωμα του ξενιστή του.

Αυτό, έγραψε η Sarah Bordenstein, "προσφέρει μια πιθανή μέθοδο πρόσβασης στο χρωμόσωμα Wolbachia προκειμένου να ξεκλειδώσει τα μυστικά της" - γνωστή και ως γενετική μηχανική του ιού.

Αυτό θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για την καταπολέμηση ιών που επηρεάζουν τους ανθρώπους.

Ένας από τους οικοδεσπότες του Wolbachia είναι το κουνούπι που μεταφέρει ιοί όπως ο δάγκειος πυρετός και ο Zika. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι το Wolbachia μπορεί να μειώσει την ικανότητα των κουνουπιών να μεταδώσουν αυτούς τους επιβλαβείς ιούς.

Η ιστορία μας έχει διδάξει ότι τα μικρόβια προσαρμόζονται συνεχώς. "Ένα μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι είναι αυτοσυντηρούμενο", δήλωσε ο Matthew Aliota, Ph. D., βοηθός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, στο νοσοκομείο Wisconsin-Madison.. "Τα Wolbachia κληρονομούνται από τη μητέρα, οπότε μόλις δημιουργήσετε το Wolbachia σε έναν πληθυσμό, δεν χρειάζεται πλέον να απελευθερώνετε συνεχώς τα κουνούπια. "

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτήν την προσέγγιση για την καταπολέμηση των νόσων των κουνουπιών στη Βραζιλία και σε άλλες χώρες.

Το στέλεχος του Wolbachia που χρησιμοποιείται από το πρόγραμμα εξάλειψης του δάγκειου πυρετού είναι ήδη αποτελεσματικό, γεγονός που καθιστά τη γενετική μηχανική λιγότερο δελεαστική. Αλλά αυτό δεν ισχύει πάντα.

"Η βιολογικός έλεγχος Wolbachia του δαγκείου και του Zika φαίνεται να είναι εξαιρετικά ελπιδοφόρα", δήλωσε ο Aliota. "Ωστόσο, με αυτό είπε, υπάρχει πάντα περιθώριο βελτίωσης. Η ιστορία μας έχει διδάξει ότι τα μικρόβια προσαρμόζονται συνεχώς. "

Διαβάστε περισσότερα: Τα κουνούπια μπορεί να μεταφέρουν τον ιό Zika στα αυγά, στις προνύμφες»