El nuevo y misterioso ADN “Borg” parece absorber genes de diferentes organismos كائن

Se han descubierto hebras misteriosas de ADN que parecen acomodar genes de muchos organismos diferentes en sus alrededores en un patio trasero de California.

Los científicos han denominado a estos elementos “Borgs” y su descubrimiento puede ayudarnos no solo a comprender la evolución de los microorganismos, sino también a comprender sus interacciones dentro de sus ecosistemas y su función en el entorno más amplio.

Según la microbióloga Jill Banfield de la Universidad de California, Berkeley, Borg podría hacer un descubrimiento muy importante.

“No me ha entusiasmado este descubrimiento desde entonces CRISPR, ” ella dijo en twitter. “Encontramos algo enigmático, como CRISPR, vinculado a genomas microbianos”.

Se ha cargado una hoja que describe las estructuras en el servidor de preimpresión. bioRxivActualmente esperando Revisión por pares.

La primera familia de Borgs fue descubierta en el lodo dragado del patio trasero de Banfield. Estaba trabajando con el genetista Basem Al-Shayeb de la Universidad de California en Berkeley para identificarla. Virus que infectan microbios que sufren de falta de oxígeno, conocidos como arqueas, que viven en ambientes de humedales, Revista de ciencia Informes.

El ADN ecológico es una excelente manera de identificar el grupo de organismos que viven en un ecosistema. Pero en la pala de barro, Banfield y el gris han encontrado algo GraciosoEl ADN está formado por aproximadamente un millón de pares de bases. es enorme.

Una mirada más cercana a la secuencia reveló características más distintivas: más de la mitad de los genes eran nuevos; Tenía secuencias invertidas al final de cada hebra; Se demuestran estructuras consistentes con la capacidad de autorreplicación.

Confundidos, los investigadores recurrieron a las bases de datos de ADN para ver si podían encontrar algo más que se pareciera a su descubrimiento. Identificaron 19 secuencias que parecían encajar en el perfil.

No está claro cuáles son estas estructuras de ADN, pero ciertamente son fascinantes. Pertenecen a una clase de estructuras llamadas Elementos extracromosómicos, o ECE, que se pueden encontrar fuera de los cromosomas que contienen la mayor parte del material genético de un organismo.

Los ECE son voluminosos y autorreplicantes, y se pueden encontrar dentro o fuera del núcleo celular; Ejemplos incluyen plásmidos y ADN viral.

“No podemos probar que sean virus primitivos, plásmidos o pequeños cromosomas, ni tampoco podemos probar que no lo sean”. Los investigadores escriben en su artículo.

Los borgs son mucho más grandes que otras ECE, sin embargo, Según Banfield: un tercio del tamaño de los microbios del huésped.

La secuenciación reveló que los burgos que encontraron tenían características en común con un género de Archaea llamado metanopiridinas que oxida el metano, lo que sugiere que las estructuras podrían estar asociadas con esos microbios en particular. De hecho, la familia Borg podría estar críticamente involucrada en este proceso.

Esto es importante para científicos como Banfield, porque el proceso reduce la cantidad de metano en la atmósfera. Dado que el metano es un gas de efecto invernadero tan potente, aprender cómo lo hacen los microbios podría tener implicaciones para la ciencia del clima.

Sin embargo, metanopiridinas No se puede cultivar en un entorno de laboratorio. – No ahora de todos modos. Un problema con el ADN ambiental es que puede estar contaminado con otro material genético en el mismo ambiente.

De hecho, Borg parece compartir muchas secuencias genéticas de otros elementos y microbios. Los investigadores interpretan que esto significa que las ECE han asimilado e internalizado estos genes y elementos, de ahí el nombre, después de la raza cerebral de células alienígenas de Star Trek.

Sin embargo, es posible que esos genes compartidos sean evidencia de contaminación ambiental. Hasta que metanopiridinas Se pueden cultivar en el laboratorio, aisladas de esas influencias contaminantes, puede que no sea posible declarar definitivamente estas estructuras genéticas como un nuevo descubrimiento.

Sin embargo, el resultado es interesante. Si los Borgs son reales, pueden aumentar la capacidad de metanopadryneLa capacidad de oxidar el metano. Esto sugiere la posibilidad de procesos desconocidos y que estas ECE juegan un papel previamente desconocido en la regulación de la atmósfera.

“Los borse portan muchos genes metabólicos, algunos de los cuales producen diferentes tipos de proteínas Methanoperedens que pueden tener distintas propiedades biofísicas y bioquímicas”. Los investigadores escriben en su artículo.

“Suponiendo que estos genes se expanden y aumentan metanopiridinas metabolismo energético, Borgs puede tener consecuencias biogeoquímicas de gran alcance, incluida la reducción de los flujos de metano, con importantes e inesperadas implicaciones climáticas “.

Los resultados están disponibles en el sitio web de preimpresión. bioRxiv.