Огромные бактерии-убийцы вирусов скрываются в экосистемах по всему миру от горячих источников до пресноводных озер и рек. Теперь группа исследователей обнаружила некоторые из этих так называемых бактериофагов, которые настолько велики и сложны, что они размывают границу между живым и неживым, согласно новым открытиям.
Бактериофаги, или" фаги " для краткости, - это вирусы, которые специально заражают бактерии. Фаги и другие вирусы не считаются живыми организмами, потому что они не могут осуществлять биологические процессы без помощи и клеточных механизмов другого организма.
Это не означает, что они безвредны: фаги являются основными движущими силами изменения экосистемы, потому что они охотятся на популяции бактерий, изменяют их метаболизм, распространяют устойчивость к антибиотикам и переносят соединения, которые вызывают болезни у животных и людей, согласно исследованиям, опубликованным в феврале. 12 в журнале Nature.
Чтобы узнать больше об этих подлых захватчиках, исследователи изучили базу данных Dnad, которую они создали из образцов, собранных ими и их коллегами из почти 30 различных сред по всему миру, начиная от кишок людей и аляскинского лося до южноафриканского биореактора и Тибетского горячего источника, говорится в заявлении.
Из этой ДНК они обнаружили 351 огромных фагов, геномы которых были в четыре или более раз больше, чем средний геном фагов. Среди них был самый крупный фаг, обнаруженный на сегодняшний день с геномом 735 000 пар оснований — пар нуклеотидов, которые составляют ступени "лестничной" структуры молекулы ДНК, — или почти в 15 раз больше, чем средний фаг. (Человеческий геном содержит около 3 миллиардов пар оснований.)
Эти фаги являются "гибридами между тем, что мы считаем традиционными вирусами и традиционными живыми организмами", такими как бактерии и археи, говорит старший автор Джилл Банфилд, профессор Калифорнийского университета в Беркли, профессор науки о Земле и планетах и науки об окружающей среде, политике и управлении. Согласно утверждению, этот огромный геном фагов намного больше, чем геномы многих бактерий.
Авторы обнаружили, что многие гены кодируют белки, которые нам пока неизвестны. Они обнаружили, что у фагов есть ряд генов, которые не типичны для вирусов, но типичны для бактерий, согласно утверждению. Некоторые из этих генов являются частью системы, которую бактерии используют для борьбы с вирусами (и позже была адаптирована людьми для редактирования генов, метод под названием CRISPR-Cas9).
Ученые не знают наверняка, но они думают, что как только эти фаги вводят свою ДНК в бактерии, собственная система CRISPR фагов усиливает систему CRISPR бактерий. Таким образом, комбинированная система CRISPR может помочь нацелиться на другие фаги (избавившись от конкуренции).
Более того, они обнаружили, что некоторые из фагов имели гены, кодирующие белки, необходимые для функционирования рибосом — клеточной машины, которая переводит генетический материал в белки (Белки-это молекулы, выполняющие инструкции ДНК). Эти белки обычно не встречаются в вирусах, но они присутствуют в бактериях и археях, согласно заявлению.
Некоторые из этих новообретенных фагов могут также использовать рибосомы в своих бактериях-хозяевах, чтобы сделать больше копий своих собственных белков,согласно заявлению.
"Как правило, то, что отделяет жизнь от неживого,-это наличие рибосом и способность к трансляции; это одна из основных определяющих особенностей, которые разделяют вирусы и бактерии, неживое и жизнь", - сказал в заявлении соавтор Рохан Сачдева, научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли. - У некоторых крупных фагов есть много этого трансляционного механизма, поэтому они немного размывают линию."