Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Микробиология.
Микробы ведут гонку вооружений с друг другом уже на протяжении тысячелетий. Мы смогли раскрыть такие микробные защитные системы, как CRISPR, и использовать некоторые из них в лабораториях для наших нужд, но, вероятно, существуют ещё неоткрытые микробные защитные системы. Некоторые из них имеют значение и для нас; они помогли сформировать человеческую биологию.
Хотя архейные микробы в некоторых аспектах схожи с бактериями, эти относительно новые дополнения к древу жизни уникальны и древни. Некоторые исследования показывают, что некоторые формы архей можно считать простыми предками всех сложных форм жизни.
Новое исследование показало, что археи из группы Асгард также обладают антивирусными защитными системами, аналогичными тем, что есть у сложных форм жизни. Эта работа, опубликованная в журнале Nature Communications, обнаружила, что белки виперин и аргонаут, которые присутствуют у эукариотов, включая человека, вероятно, эволюционировали от белков виперина и аргонавта, которые несут асгардские археи. Возможно, наши антивирусные способности происходят от древних микробов, живших миллиарды лет назад.
"Это подтверждает, что асгарды — наши микробные предки," — сказал ведущий автор исследования Бретт Бейкер, доцент Техасского университета в Остине. "Это говорит о том, что не только эукариоты получили все эти богатые структурные белки, которые мы видели ранее у асгардов, но теперь это говорит о том, что даже некоторые защитные системы у эукариотов пришли от асгардов."
Белки виперин могут обнаруживать ДНК, которая не принадлежит хозяину, что может указывать на наличие патогена. Виперины могут редактировать геном вирусов, делая их неспособными к репликации. Белки аргонаут также обладают антивирусными свойствами, но они работают, обнаруживая и разрушая вирусную ДНК, что также предотвращает воздействие вируса. Аргонавты могут также работать против вирусов через механизм, называемый РНК-интерференцией, который предотвращает производство вирусных белков.
Исследование также показало, что асгардские археи обладают защитными системами, которые ранее считались эксклюзивными для бактерий.
Похоже, что даже древнейшие одноклеточные организмы должны были найти способы остановить инфекционные вирусы. Они нашли методы, которые работали, и эти методы сохранились под давлением эволюции и остались в качестве антивирусных щитов, объяснил соавтор исследования Педро Леан, ныне доцент Радбудского университета. "Когда бактерии и археи обнаружили работающие инструменты, они передавались и остаются частью нашей первой линии защиты."
Структура белка имеет жизненно важное значение для его функции, и ученые могут сравнивать геномы и протеомы различных видов, чтобы увидеть, как ДНК и белки могут быть одинаковыми или различными. Это исследование показало, что в древе жизни существует множество иммунных белков, которые схожи друг с другом. Белок виперин, похоже, сохранил схожую структуру у многих различных типов организмов.
"Это исследование подчеркивает важную роль клеточных защитных механизмов с самого начала как прокариотической, так и эукариотической жизни," — добавила соавтор исследования Эмили Агилар-Пайн.
"В этот момент неоспоримо, что асгардские археи внесли значительный вклад в сложность, которую мы видим у эукариотов сегодня," — отметил Леан. "Так почему бы им не быть также вовлеченными в происхождение иммунной системы? У нас теперь есть убедительные доказательства того, что это правда."
Источники: Техасский университет в Остине, Nature Communications.
Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Микробиология.
