Учени проучват видове протеини, които различните гени кодират
Учените откриха " пръстовите отпечатъци " на мистериозни вируси, скрити в антична група микроби, които може да са спомогнали за възникването на целия комплициран живот на Земята: от гъбичките през растенията до хората.Тези микроби - известни като Асгардски археи по името на обиталището на боговете в скандинавската митология - се крият в студените седименти надълбоко в океана и във врящите горещи извори и са съществували на Земята преди появяването на първите еукариотни кафези, които носят своята ДНК в ядрото.
Заразявайки археите на Асгард, вирусите може да са повлияли на метода, по който са се появили такива форми на живот, и даже да са дали началото на някои от първите прародители на ядрото, допускат някои учени. Но до момента не са открити вируси, заразяващи Асгард. Сега учените са разпознали голям брой вируси, които могат да заразяват античните археи.
" Това са първите изследвания, изследващи археални вируси от Асгард; до момента не беше известно нищо ", споделя Сузане Ердман, началник на изследователската група по археална вирусология в Института за морска микробиология " Макс Планк " в Бремен, Германия, която не е взела участие в изследванията.
В бъдеще тази тенденция на проучване може да разкрие дали и по какъв начин вирусите са взели участие в появяването на еукариотните кафези на Земята, споделя Ердман в имейл до Live Science.
В новото проучване учените са търсили доказателства за вирусна зараза, вградени в ДНК на археите от Асгарда. Тези вградени доказателства са под формата на къси изрезки от вирусна ДНК, наречени " CRISPR spacers ".
Повечето хора, които чуват термина CRISPR, се сещат за известния инструмент за редактиране на гени, който разрешава на учените елементарно да манипулират генетични последователности, споделя Йън Рамбо, някогашен докторант в Института за морски науки към Тексаския университет в Остин и първи създател на едно от проучванията в Nature Microbiology. Този инструмент за редактиране на гени обаче в началото е бил приспособен от естествените защитни механизми на бактериите и археите, сподели той пред Live Science.
Съкращението " CRISPR " значи " клъстери от постоянно ситуирани къси палиндромни повторения " и се отнася до област от ДНК, формирана от къси, повтарящи се последователности с " шпации ", ситуирани сред всяко повтаряне. Бактериите и археите извличат тези шпации от вирусите, които ги заразяват, и по този метод клетките поддържат банка с памет за вирусна ДНК, която им оказва помощ да разпознават вирусите, в случай че те ги атакуван още веднъж.
" Това е адаптивна имунна система, която помни тези предходни инфекции ", споделя Рамбо, който в този момент е постдокторант в Службата за селскостопански проучвания към Министерството на земеделието на Съединени американски щати.
Рамбо и сътрудниците му търсят в басейна Гуаймас в Калифорнийския залив - воден басейн сред Баха Калифорния и континентална част на Мексико - такива ДНК шпации в мостри от археи Асгард, събрани от седименти наоколо до хидротермални извори, на към 1,25 благи (2 км) под повърхността на водата.
Екипът съпоставя откритите шпации с по-дълги сектори вирусна ДНК, събрани от дълбоководната среда.
" Сравнително елементарно е да се секвенират вируси от дълбоководни седименти... само че предизвикването е да се разпознае кои гостоприемници заразяват тези вируси ", споделя Март Крупович, началник на звеното по археална вирусология в Института Пастьор в Париж и съавтор на другите две проучвания. " CRISPR spacer matching е най-удобният и най-убедителният и благонадежден метод за установяване на гостоприемника ".
В последна сметка екипът на Рамбо открива шест вируса, които заразяват два типа археи от Асгард, наречени Lokiarchaeota и Helarchaeota надлежно на името на скандинавския господ Локи и богинята Хел. Изследователите кръщават новооткритите вируси на скандинавски митологични същества, измежду които гигантският вълк Фенрир и драконът Нидхог.
По сходен метод в едно от проучванията Крупович и сътрудниците му откриват два вируса, които назовават Huginn и Muninn, по името на двата гарвана, които служат като разузнавачи на скандинавския господ Один; тези вируси са открити в генома на Асгард, взет от парещ извор в националния парк Йелоустоун.
В последното изследване Крупович и неговите съавтори откриват вируси в дълбоководни седименти, събрани от полуостров Шимокита, североизточния нос на японския остров Хоншу, както и от две други места в Тихия океан и едно в Индийския океан.
В тези проби те откриват три фамилни групи вируси, които кръщават на трите норни - Wyrd, Verdandi и Skuld - свръхестествени същества, които дефинират орисите на боговете и смъртните в скандинавската митология.
Работейки по вирусната ДНК, откривателите могат да създадат извод за типовете протеини, които другите гени кодират, и затова по какъв начин биха могли да наподобяват и действат вирусите.
Например вирусите, наречени на Норн Верданди, евентуално имат опашки, които се простират от външните им обвивки, или капсиди, а вирусите, наречени на Уайрд, евентуално са с лимонообразна форма - дефинират Крупович и сътрудниците му.
Екипът на Рамбо също по този начин открива доказателства, че вирусите на Nidhogg може да са в положение да завладяват основни протеини в клетките на своите гостоприемници, които биха помогнали на вирусите да изпомпват нови свои копия. (Вирусите, които заразяват еукариотни кафези, завладяват своите гостоприемници по сходен метод.)
В последна сметка откривателите са съумели да схванат функционалностите единствено на някои от гените на вирусите; функционалностите на по-голямата част от гените към момента са незнайни, споделя Ердман. Освен това, защото CRISPR не работи против всички вируси, евентуално занапред ще бъдат открити още доста вируси, заразяващи Aсгард сподели тя.
Един от методите да се открият тези скрити вируси е да се отглеждат археи от Aсгард в лаборатория и да се изолират всички вируси, открити в клетките им. " Култивирането на археите на Асгард обаче се оказа доста мъчно ", означи Ердман.
Докато в лабораторията не могат да бъдат отгледани повече Асгарди, CRISPR съчетаването на спейсери евентуално е най-ефективният метод за намиране на повече вируси, споделя Крупович. И защото се откриват от ден на ден и повече вируси, тяхната роля в появяването на еукариотите - в това число и на индивида - може да стане по-ясна, сподели Рамбо пред Live Science./БГНЕС
Заразявайки археите на Асгард, вирусите може да са повлияли на метода, по който са се появили такива форми на живот, и даже да са дали началото на някои от първите прародители на ядрото, допускат някои учени. Но до момента не са открити вируси, заразяващи Асгард. Сега учените са разпознали голям брой вируси, които могат да заразяват античните археи.
" Това са първите изследвания, изследващи археални вируси от Асгард; до момента не беше известно нищо ", споделя Сузане Ердман, началник на изследователската група по археална вирусология в Института за морска микробиология " Макс Планк " в Бремен, Германия, която не е взела участие в изследванията.
В бъдеще тази тенденция на проучване може да разкрие дали и по какъв начин вирусите са взели участие в появяването на еукариотните кафези на Земята, споделя Ердман в имейл до Live Science.
В новото проучване учените са търсили доказателства за вирусна зараза, вградени в ДНК на археите от Асгарда. Тези вградени доказателства са под формата на къси изрезки от вирусна ДНК, наречени " CRISPR spacers ".
Повечето хора, които чуват термина CRISPR, се сещат за известния инструмент за редактиране на гени, който разрешава на учените елементарно да манипулират генетични последователности, споделя Йън Рамбо, някогашен докторант в Института за морски науки към Тексаския университет в Остин и първи създател на едно от проучванията в Nature Microbiology. Този инструмент за редактиране на гени обаче в началото е бил приспособен от естествените защитни механизми на бактериите и археите, сподели той пред Live Science.
Съкращението " CRISPR " значи " клъстери от постоянно ситуирани къси палиндромни повторения " и се отнася до област от ДНК, формирана от къси, повтарящи се последователности с " шпации ", ситуирани сред всяко повтаряне. Бактериите и археите извличат тези шпации от вирусите, които ги заразяват, и по този метод клетките поддържат банка с памет за вирусна ДНК, която им оказва помощ да разпознават вирусите, в случай че те ги атакуван още веднъж.
" Това е адаптивна имунна система, която помни тези предходни инфекции ", споделя Рамбо, който в този момент е постдокторант в Службата за селскостопански проучвания към Министерството на земеделието на Съединени американски щати.
Рамбо и сътрудниците му търсят в басейна Гуаймас в Калифорнийския залив - воден басейн сред Баха Калифорния и континентална част на Мексико - такива ДНК шпации в мостри от археи Асгард, събрани от седименти наоколо до хидротермални извори, на към 1,25 благи (2 км) под повърхността на водата.
Екипът съпоставя откритите шпации с по-дълги сектори вирусна ДНК, събрани от дълбоководната среда.
" Сравнително елементарно е да се секвенират вируси от дълбоководни седименти... само че предизвикването е да се разпознае кои гостоприемници заразяват тези вируси ", споделя Март Крупович, началник на звеното по археална вирусология в Института Пастьор в Париж и съавтор на другите две проучвания. " CRISPR spacer matching е най-удобният и най-убедителният и благонадежден метод за установяване на гостоприемника ".
В последна сметка екипът на Рамбо открива шест вируса, които заразяват два типа археи от Асгард, наречени Lokiarchaeota и Helarchaeota надлежно на името на скандинавския господ Локи и богинята Хел. Изследователите кръщават новооткритите вируси на скандинавски митологични същества, измежду които гигантският вълк Фенрир и драконът Нидхог.
По сходен метод в едно от проучванията Крупович и сътрудниците му откриват два вируса, които назовават Huginn и Muninn, по името на двата гарвана, които служат като разузнавачи на скандинавския господ Один; тези вируси са открити в генома на Асгард, взет от парещ извор в националния парк Йелоустоун.
В последното изследване Крупович и неговите съавтори откриват вируси в дълбоководни седименти, събрани от полуостров Шимокита, североизточния нос на японския остров Хоншу, както и от две други места в Тихия океан и едно в Индийския океан.
В тези проби те откриват три фамилни групи вируси, които кръщават на трите норни - Wyrd, Verdandi и Skuld - свръхестествени същества, които дефинират орисите на боговете и смъртните в скандинавската митология.
Работейки по вирусната ДНК, откривателите могат да създадат извод за типовете протеини, които другите гени кодират, и затова по какъв начин биха могли да наподобяват и действат вирусите.
Например вирусите, наречени на Норн Верданди, евентуално имат опашки, които се простират от външните им обвивки, или капсиди, а вирусите, наречени на Уайрд, евентуално са с лимонообразна форма - дефинират Крупович и сътрудниците му.
Екипът на Рамбо също по този начин открива доказателства, че вирусите на Nidhogg може да са в положение да завладяват основни протеини в клетките на своите гостоприемници, които биха помогнали на вирусите да изпомпват нови свои копия. (Вирусите, които заразяват еукариотни кафези, завладяват своите гостоприемници по сходен метод.)
В последна сметка откривателите са съумели да схванат функционалностите единствено на някои от гените на вирусите; функционалностите на по-голямата част от гените към момента са незнайни, споделя Ердман. Освен това, защото CRISPR не работи против всички вируси, евентуално занапред ще бъдат открити още доста вируси, заразяващи Aсгард сподели тя.
Един от методите да се открият тези скрити вируси е да се отглеждат археи от Aсгард в лаборатория и да се изолират всички вируси, открити в клетките им. " Култивирането на археите на Асгард обаче се оказа доста мъчно ", означи Ердман.
Докато в лабораторията не могат да бъдат отгледани повече Асгарди, CRISPR съчетаването на спейсери евентуално е най-ефективният метод за намиране на повече вируси, споделя Крупович. И защото се откриват от ден на ден и повече вируси, тяхната роля в появяването на еукариотите - в това число и на индивида - може да стане по-ясна, сподели Рамбо пред Live Science./БГНЕС
Източник: bgnes.bg
КОМЕНТАРИ