Vira, der stjæler DNA
Indholdsfortegnelse:
Hvis du studerer vira, der inficerer bakterier, ikke er din livslange lidenskab, kan du stadig være interesseret i at vide, at en bakteriofag huser DNA, der synes at være forbundet med et edderkoppetoksin.
Hvis du er en biolog, der studerer disse typer af virus, kan denne opdagelse komme som en total overraskelse.
AnnonceAdvertisementDet var sandsynligvis, hvordan et par forskere ved Vanderbilt University følte, da de sekventerede genomet WO og opdagede DNA, der lignede genet for latrotoxin.
Dette toksin, der findes i sorte enke edderkopper, støder hårdt i cellerne i sine ofre.
Den mest overraskende del er imidlertid ikke, at viruset havde bits af DNA, der ligner en anden organisme.
AnnonceForskere ved allerede, at vira kan stjæle DNA fra deres værter.
Dette gælder både for vira, der inficerer eukaryoter - skabninger med en kerne i deres celler - og dem der inficerer bakterier. Men vira har normalt kun segmenter af DNA, der ligner deres direkte vært.
Phage WO er anderledes.
Forskerne fandt, at denne virus indeholdt DNA, der ligner ikke dets vært - en bakteriel parasit kaldet Wolbachia - men DNA fra dets vært vært. Nemlig den sorte enke edderkop.
Wolbachia inficerer ikke kun sorte enke edderkopper. Det findes også i cellerne på mere end 40 procent af alle leddyr i verden, herunder insekter, krebsdyr og andre edderkopper.
Opdagelsen sætter fag WO på et unikt sted blandt vira.
"For vores viden er dette den første rapport om animalsk DNA, der findes i en bakteriel virus," forfatter Sarah Bordenstein, seniorforsker fra Vanderbilt University, skrev i et blogpost om resultatet.
AnnonceAdvertisementHun og Seth Bordenstein, Ph.D., lektor i biovidenskab og patologi, mikrobiologi og immunologi i Vanderbilt, offentliggjorde deres undersøgelse 11. oktober i tidsskriftet Nature Communications.
Fag WO er hidtil unikt, men det betyder ikke, at forskere i sidste ende ikke vil finde andre bakteriofager med animalsk DNA.
"Jeg er optimistisk, at forskerne vil finde flere tilfælde, da yderligere virale genomer afsløres," sagde Sarah Bordenstein, "især nu vi er på udkig, men det kan ikke være tilfældet. "
AnnonceLæs mere: Forskere finder genredigering med CRISPR svært at modstå»
Er det DNA-stjæle?
Det er fristende at sige, at viruset "stjal" DNA fra den svarte engespider.
AnnonceAdvertisementMen der er mange måder, at de to organismer kunne have endt med lignende DNA.
De kunne have udviklet generne separat, hvad der er kendt som konvergent evolution. Den tætte forbindelse mellem virus, bakterie og leddyr, peger dog på en slags genoverførsel.
"Phage WO eksisterer i en unik niche, fordi den inficerer cellerne af stærkt vellykkede bakterier, som inficerer cellerne af insekter," sagde Sarah Bordenstein. "Dette giver flere muligheder for genetisk eksponering og overførsel. "
AnnonceSå hvis det var en genoverførsel, hvordan skete det?
Phage WO kan have hentet DNA'et direkte fra den svarte enke-edderkopper. Eller Wolbachia - eller en anden virus eller bakterier - kan have hentet edderkoppens DNA og sendt det videre til fag WO.
AnnonceAdvertisementEller DNA-sekvenser kunne have fløjet den anden vej.
"Simpelthen erklæret, er vi ikke helt sikre på overførselsretningen. Men ville heller ikke muligheden være interessant? "Sarah Bordenstein fortalte Healthline. "Hverken edderkoppen gik langs en nyttig del af DNA til en bakteriel virus, eller faget bidrog til udviklingen af edderkoppegift. "
På sin blog skriver Sarah Bordenstein, at beviset" læner sig mod edderkoppen til virus, muligvis via en endnu opdaget mellemmand. "
Phage WO's genom omfatter ikke hele spindel toksin genet. Men det har DNA, der ligner protoxindelen af genet - dette segment anses for at være involveret i bruddet af edderkoppecellerne, der producerer toksin.
Forskerne fandt også andre typer af animalsk DNA i fagets genom. Dette DNA lignede gener, der anvendes af dyreceller til at sense patogener eller undgå immunresponser.
Disse stykker af animalsk DNA kan hjælpe viruset til at bryde gennem både bakterie- og dyrecellemembraner eller overleve i dyrets værtscellemiljø.
Mere forskning er nødvendig for at vide, hvilken form disse DNA-segmenter har, hvis nogen, for fag WO.
Læs mere: Dengue feberudbrud stiger med klimaændringer »
Virusbekæmpelsesvirus
Forskerne identificerede også, hvordan fag WO sætter sig ind i dets værts genom.
Dette skrev Sarah Bordenstein, "giver en potentiel metode til at få adgang til Wolbachia-kromosomet for at låse op for hemmelighederne" - også om genetisk manipulation af viruset.
Dette kan være nyttigt ved bekæmpelse af vira, der påvirker mennesker.
En af værterne af Wolbachia er myggen, der bærer vira som dengue og Zika. Forskere har fundet ud af, at Wolbachia kan reducere myggenes evne til at overføre disse skadelige vira.
Historien har lært os, at mikrober konstant tilpasser sig. Matthew Aliota, University of Wisconsin-Madison"En stor fordel [af denne metode] er, at den er selvbærende," sagde Matthew Aliota, Ph.D., en assisterende forsker ved University of Wisconsin-Madison, Healthline. "Wolbachia er arvelig født, så når du etablerer Wolbachia i en befolkning, behøver du ikke længere at frigøre myg. "
Forskere bruger denne tilgang til bekæmpelse af mygdræbte sygdomme i Brasilien og andre lande.
Wolbachia-stammen, der anvendes af Eliminate Dengue-programmet, er allerede effektiv, hvilket gør genteknologi mindre tiltrækkende. Men det kan ikke altid være tilfældet.
"Wolbachia biocontrol af dengue og Zika synes at være yderst lovende," sagde Aliota. "Men med det sagt er der altid plads til forbedringer. Historien har lært os, at mikrober konstant tilpasser sig. "
Læs mere: Myg kan være i stand til at overføre Zika virus til æg, larver»
