Вирусы, которые похищают ДНК
Оглавление:
Если изучение вирусов, которые заражают бактерии, не является вашей страстью на всю жизнь, вам все равно может быть интересно узнать, что бактериофаг укрывает ДНК, которая, по-видимому, связана с токсином паука.
Если вы являетесь биологом, который изучает эти типы вирусов, это открытие может стать полным сюрпризом.
РекламаРекламаЭто, вероятно, то, как чувствовали пара исследователей из Университета Вандербильта, когда они секвенировали геном фага WO и обнаружили ДНК, которая напоминала ген для latrotoxin.
Этот токсин, обнаруженный у черных пауков-вдовец, смертельно пробивает дыры в камерах своих жертв.
Самая удивительная часть, однако, заключается не в том, что у вируса были фрагменты ДНК, похожие на другой организм.
РекламаУченые уже знают, что вирусы могут украсть ДНК у своих хозяев.
Это справедливо для обоих вирусов, которые заражают эукариот - существ с ядром в их клетках и тех, которые заражают бактерии. Но вирусы обычно имеют только сегменты ДНК, сходные с их прямым хозяином.
Фаг WO отличается.
Исследователи обнаружили, что этот вирус содержит ДНК, которая не похожа на ДНК этого хозяина - бактериального паразита Wolbachia, но ДНК от хозяина своего хозяина. А именно, паука черной вдовы.
Вольфахия не просто заражает пауков черной вдовы. Он также содержится в клетках более 40 процентов всех членистоногих в мире, включая насекомых, ракообразных и других пауков.
Открытие ставит фага WO в уникальное место среди вирусов.
«Насколько нам известно, это первый отчет о животно-подобной ДНК, обнаруженный в бактериальном вирусе», - писала Сара Барденштейн, старший научный сотрудник Университета Вандербильта, в блоге о том, как найти.
РекламаРекламаОна и Сет Борденштейн, доктор философии, адъюнкт-профессор биологических наук и патологии, микробиологии и иммунологии в Вандербилте, опубликовали свое исследование 11 октября в журнале Nature Communications.
До сих пор фаг WO уникален, но это не значит, что ученые в конечном итоге не найдут других бактериофагов с животными-подобной ДНК.
«Я с оптимизмом смотрю, что исследователи найдут больше случаев, когда будут выявлены дополнительные вирусные геномы, - сказала Сара Борденштейн, - особенно сейчас, когда мы находимся в поиске, но это может быть не так. «
РекламаПодробнее: Ученые находят, что редактирование генов с помощью CRISPR трудно сопротивляться»
Это кража ДНК?
Заманчиво сказать, что вирус «украл» ДНК у паука черной вдовы.
РекламаРекламаНо есть много способов, которыми оба организма могли бы иметь сходную ДНК.
Они могли бы развить гены отдельно, что называется конвергентной эволюцией. Однако тесная связь между вирусом, бактерией и членистоногими указывает на какой-то перенос генов.
«Phage WO существует в уникальной нише, потому что он заражает клетки очень успешных бактерий, которые заражают клетки насекомых», - сказала Сара Борденштейн. «Это дает больше возможностей для генетического воздействия и передачи. «
РекламаИтак, если это был перенос генов, как это случилось?
Phage WO, возможно, взял ДНК прямо из паука черной вдовы. Или Wolbachia - или другой вирус или бактерии - возможно, подхватили ДНК паука и передали его на фаг WO.
РекламаРекламаИли последовательности ДНК могли бы протекать по-другому.
«Проще говоря, мы не абсолютно уверены в направлении передачи. Но не будет ли вариант выбора интересным? "Сара Bordenstein сказал Healthline. «Либо паук передал полезный кусок ДНК бактериальному вирусу, либо фаг способствовал эволюции яда паука. »
В своем блоге Сара Борденштейн пишет, что доказательства« склоняются к пауку к вирусу, возможно, через еще не обнаруженного посредника. «
Геном Phage WO не включает весь ген токсина паука. Но у него есть ДНК, которая похожа на протоксиновую часть гена - считается, что этот сегмент участвует в разрыве клеток-пауков, которые продуцируют токсин.
Исследователи также обнаружили другие типы животных-подобных ДНК в геноме фага. Эта ДНК напоминала гены, используемые клетками животных, для выявления патогенных организмов или уклонения от иммунных реакций.
Эти кусочки животной ДНК могут помочь вирусу прорваться через мембраны бактериальных и животных клеток или выжить в клеточной среде животного-хозяина.
Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы узнать, какая цель эти сегменты ДНК, если таковые имеются, для фага WO.
Подробнее: вспышки лихорадки денге увеличиваются с изменением климата »
Вирус вирусного вируса
Исследователи также указали, как фаг WO вставляет себя в геном своего хозяина.
Это, пишет Сара Борденштайн, «предлагает потенциальный метод доступа к хромосоме Вольбахии, чтобы разблокировать ее секреты», - ака генная инженерия вируса.
Это может быть полезно для борьбы с вирусами, которые влияют на людей.
Один из хозяев Вольбахии - это комар, который несет вирусы, такие как лихорадка денге и Зика. Ученые обнаружили, что Wolbachia может уменьшить способность комаров передавать эти вредные вирусы.
История научила нас, что микробы постоянно приспосабливаются. Мэтью Алиота, Университет Висконсина-Мэдисона«Основное преимущество [этого метода] заключается в том, что оно самоподдерживающееся», - сказал Мэтью Алито, доктор философии, помощник ученого из Университета Висконсин-Мэдисон, в Healthline, «Wolbachia по наследству от матери, поэтому, как только вы устанавливаете Wolbachia у населения, вам больше не нужно постоянно выпускать москитов. «
Ученые используют этот подход для борьбы с болезнями, передающимися через москиты, в Бразилии и других странах.
Штамм Вольбахии, используемый программой «Ликвидация денге», уже эффективен, что делает генную инженерию менее соблазнительной. Но это не всегда так.
«Биоконтроль дренажа Wolbachia и Zika представляется чрезвычайно перспективным», - сказала Алитота. «Однако, с учетом сказанного, всегда есть место для улучшения. История научила нас, что микробы постоянно адаптируются. "
Подробнее: Москиты могут переносить вирус Зики на яйца, личинки»
