Огромные вирусы, убивающие бактерии, 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, согласно новым открытиям, они стирают грань между живым и неживым.
Бактериофаги, или сокращенно «фаги», - это вирусы, которые специфически заражают бактерии. Фаги и другие вирусы не считаются живыми организмами, потому что они не могут осуществлять биологические процессы без помощи и клеточного аппарата другого организма.
Это не означает, что они безвредны: фаги являются основными факторами изменения экосистем, потому что они охотятся на популяции бактерий, изменяют их метаболизм, распространяют устойчивость к антибиотикам и несут соединения, вызывающие болезни у животных и людей, согласно исследователям в новом исследовании. , опубликованный 12 февраля в журнале Nature.
Чтобы узнать больше об этих подлых захватчиках, исследователи просмотрели базу данных ДНК, которую они создали из образцов, которые они и их коллеги собрали из почти 30 различных сред по всему миру, от кишок людей и лося Аляски до южноафриканского биореактора и Тибетский горячий источник, говорится в сообщении.
Из этой ДНК они обнаружили 351 огромный фаг, у которого геномы были в четыре и более раз больше, чем средний геном фагов. Среди них был самый большой из обнаруженных на сегодняшний день фагов с геномом 735 000 пар оснований - парами нуклеотидов, составляющих ступени «лестничной» структуры молекулы ДНК - или почти в 15 раз больше, чем средний фаг. (Геном человека содержит около 3 миллиардов пар оснований.)
Эти фаги являются «гибридами между тем, что мы называем традиционными вирусами и традиционными живыми организмами», такими как бактерии и археи, старший автор Джилл Бэнфилд, Университет Калифорнии, Беркли, профессор наук о Земле и планетологии, а также наук об окружающей среде, политики и Управление, говорится в заявлении. Согласно заявлению, геном этого огромного фага намного больше, чем геномы многих бактерий.
Авторы обнаружили, что многие из генов кодируются для белков, которые нам пока неизвестны. Они обнаружили, что у фагов есть ряд генов, которые не типичны для вирусов, но типичны для бактерий. Некоторые из этих генов являются частью системы, которую бактерии используют для борьбы с вирусами (и позже она 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, объединенная система CRISPR может помочь в борьбе с другими фагами (избавиться от конкурентов).
Более того, они обнаружили, что у некоторых из фагов есть гены, которые кодируют белки, необходимые для функционирования рибосом - клеточный аппарат, который переводит генетический материал в белки (белки - это молекулы, которые выполняют инструкции ДНК). Эти белки, как правило, не обнаруживаются в вирусах, но они содержатся в бактериях и археях.
Согласно этому заявлению, некоторые из этих вновь обнаруженных фагов могут также использовать рибосомы в своих бактериях-хозяевах, чтобы сделать больше копий своих собственных белков.
«Как правило, то, что отделяет жизнь от неживой, - это наличие рибосом и способность выполнять перевод; это одна из главных определяющих особенностей, разделяющих вирусы и бактерии, неживую жизнь и жизнь», - пишет соавтор Rohan Sachdeva, научный сотрудник в Калифорнийском университете. Беркли, говорится в заявлении. «У некоторых крупных фагов есть много этого трансляционного механизма, поэтому они немного размывают линию».
- 9 самых смертоносных вирусов на Земле
- 28 разрушительных инфекционных заболеваний
- 5 способов, которыми кишечные бактерии влияют на ваше здоровье
