Wirusów, które wykradają DNA
Spisu treści:
Jeśli studiowanie wirusów infekujących bakterie nie jest twoją życiową pasją, nadal możesz być zainteresowany faktem, że bakteriofag zawiera DNA, które wydaje się być związane z toksyną pajęczą.
Jeśli jest biologiem badającym tego typu wirusy, odkrycie to może być całkowitym zaskoczeniem.
ReklamaReklama Prawdopodobnie to było jak para naukowców z Vanderbilt University, kiedy sekwencjonowali genom faga WO i odkryli DNA przypominające gen dla latrotoksyny.
Ta toksyna, znaleziona u pająków z czarnej wdowy, śmiertelnie uderza dziury w komórkach ofiar.
Najbardziej zaskakujące jest jednak to, że wirus zawierał fragmenty DNA podobne do innych organizmów.
OgłoszenieNaukowcy wiedzą już, że wirusy mogą wykraść DNA ze swoich hostów.
Dotyczy to zarówno wirusów infekujących eukarioty - istoty z jądrem komórkowym - jak i tych, które infekują bakterie. Ale wirusy zazwyczaj mają tylko segmenty DNA podobne do ich bezpośredniego gospodarza.
Phage WO jest inny.
Naukowcy odkryli, że wirus zawierał DNA podobne do DNA gospodarza - bakteryjnego pasożyta zwanego Wolbachia - ale DNA od gospodarza gospodarza. Mianowicie czarny pająk wdowy.
Wolbachia nie tylko infekuje czarne pająki wdów. Występuje również w komórkach ponad 40 procent wszystkich stawonogów na świecie, w tym owadów, skorupiaków i innych pająków.
Odkrycie stawia faga WO w wyjątkowym miejscu wśród wirusów.
"Według naszej wiedzy, jest to pierwszy raport DNA podobnego do zwierzęcia znalezionego w wirusie bakteryjnym" - napisała w poście na blogu Sarah Bordenstein, starszy specjalista ds. Badań na Uniwersytecie Vanderbilt.
OgłoszenieReklatywOna i Seth Bordenstein, Ph. D., profesor nauk biologicznych i patologii, mikrobiologii i immunologii w Vanderbilt, opublikowali swoje badania 11 października w czasopiśmie Nature Communications.
Jak dotąd, faga WO jest wyjątkowa, ale to nie oznacza, że naukowcy ostatecznie nie znajdą innych bakteriofagów z zwierzęcym DNA.
"Jestem optymistą, że naukowcy znajdą więcej przypadków, gdy zostaną ujawnione dodatkowe genomy wirusowe", powiedziała Sarah Bordenstein, "zwłaszcza teraz, gdy jesteśmy na poszukiwania, ale może tak nie być. "
Reklama Czytaj więcej: Naukowcy odkrywają edycję genów za pomocą CRISPR, trudno się oprzeć»
Czy to jest kradzież DNA?
Kuszące jest stwierdzenie, że wirus "ukradł" DNA z pająka z czarnej wdowy.
ReklamaReklama Ale na wiele sposobów oba organizmy mogłyby skończyć z podobnym DNA.
Mogli osobno wyewoluować geny, co jest znane jako ewolucja konwergentna. Jednak bliski związek wirusa, bakterii i stawonogów wskazuje na pewien rodzaj transferu genów.
"Phage WO istnieje w wyjątkowej niszy, ponieważ infekuje komórki wysoce skutecznych bakterii, które infekują komórki owadów" - powiedziała Sarah Bordenstein. "Zapewnia to więcej możliwości genetycznej ekspozycji i transferu. "
Reklama Więc jak to się stało, czy to był transfer genu?
Phage WO mógł odebrać DNA bezpośrednio od pająka z czarnej wdowy. Lub Wolbachia - lub inny wirus lub bakteria - mogła zebrać DNA pająka i przekazać je na faga WO.
ReklamaReklama Lub sekwencje DNA mogły płynąć w drugą stronę.
"Mówiąc prosto, nie jesteśmy całkowicie pewni kierunku transferu. Ale czy żadna z tych opcji nie byłaby interesująca? "Sarah Bordenstein powiedziała Healthline. "Albo pająk przekazał pożyteczny kawał DNA wirusowi bakteryjnemu, albo fag przyczynił się do ewolucji jadu pająka. "
Na swoim blogu Sarah Bordenstein pisze, że dowody" pochylają się ku wirusowi pająków, prawdopodobnie za pośrednictwem nieodkrytego jeszcze pośrednika. "
Genom Phage WO nie zawiera całego genu toksyny pajęczej. Ale ma DNA podobne do części genu protoksyny - uważa się, że ten segment bierze udział w pękaniu pajęczych komórek wytwarzających toksynę.
Naukowcy odkryli także inne rodzaje zwierzęcego DNA w genomie faga. To DNA przypominało geny wykorzystywane przez komórki zwierzęce do wykrywania patogenów lub unikania odpowiedzi immunologicznych.
Te fragmenty zwierzęcego DNA mogą pomóc wirusowi przebić się przez bakteryjne i zwierzęce błony komórkowe lub przetrwać w komórkowym środowisku gospodarza zwierzęcego.
Potrzebne są dalsze badania, aby wiedzieć, jaki cel mają te segmenty DNA, jeśli takie istnieją, na faga WO.
Przeczytaj więcej: Ogniska gorączki denga rosną wraz ze zmianą klimatu »
Wirus walki z wirusami
Naukowcy ustalili również, w jaki sposób fagus WO wprowadza się do genomu swojego gospodarza.
To, napisała Sarah Bordenstein, "oferuje potencjalną metodę dostępu do chromosomu Wolbachia w celu uwolnienia jej sekretów" - czyli inżynierii genetycznej wirusa.
Może to być przydatne w zwalczaniu wirusów, które dotykają ludzi.
Jednym z gospodarzy Wolbachii jest komar przenoszący wirusy, takie jak denga i Zika. Naukowcy odkryli, że Wolbachia może zmniejszyć zdolność komarów do przesyłania szkodliwych wirusów.
Historia nauczyła nas, że mikroby stale się dostosowują. Matthew Aliota, University of Wisconsin-Madison"Główną zaletą [tej metody] jest to, że jest samowystarczalna", powiedział Matthew Aliota, asystent naukowca z University of Wisconsin-Madison, Healthline. "Wolbachia są odziedziczone po matce, więc po założeniu Wolbachii w populacji nie trzeba już ciągle wypuszczać komarów. "
Naukowcy używają tego podejścia do zwalczania chorób przenoszonych przez komary w Brazylii i innych krajach.
Odmiana Wolbachia stosowana w programie Eliminacji dengi jest już skuteczna, co sprawia, że inżynieria genetyczna jest mniej kusząca. Ale nie zawsze tak jest.
"Biocontrol dengi Wolbachia i Zika wydają się niezwykle obiecujące" - powiedział Aliota. "Jednak z tym powiedział, zawsze jest miejsce na poprawę. Historia nauczyła nas, że mikroby stale się dostosowują. "
Dowiedz się więcej: Komary mogą przenosić wirus Zika do jaj, larw»
