دانشمندان کشف کرده اند که صدها نفر از غیر منتظره ای بزرگ و باکتری ها-کشتن ویروس با قابلیت به طور معمول در ارتباط با موجودات زنده محو کردن خط بین زندگی میکروب و ویروسی ماشین آلات.

این فاژها — کوتاه برای باکتريوفاژها به اصطلاح زیرا آنها “خوردن” باکتری — از یک اندازه و پیچیدگی در نظر گرفته شده نوعی از زندگی حمل متعدد ژن به طور معمول در بر داشت در باکتری ها و استفاده از این ژن های خود را در برابر باکتری میزبان.

دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و محققان و همکارانش دریافتند این فاژها با تمیز کاری یک پایگاه داده بزرگ از DNA که آنها تولید شده از نزدیک به 30 زمین های مختلف محیط اعم از احشاء زودرس نوزادان و زنان باردار به تبت داغ بهار آفریقای جنوبی بيوراکتور در بیمارستان اتاق اقیانوس ها و دریاچه ها و در اعماق زمین است.

در مجموع آنها شناسایی 351 مختلف بزرگ فاژها همه با ژنوم یا بیشتر از چهار برابر بزرگتر از متوسط ژنوم ویروس است که طعمه تک سلولی باکتری است.

در این میان بزرگترین باکتری خوار کشف شده به تاریخ: خود ژنوم 735,000 پایه-جفت طولانی است که نزدیک به 15 برابر بزرگتر از متوسط فاژ. این بزرگترین و شناخته شده ژنوم فاژ است بسیار بزرگتر از ژنوم بسیاری از باکتری ها.

“ما در حال بررسی زمین microbiomes و گاهی اوقات چیزهایی که غیر منتظره به نوبه خود. این ویروس ها از باکتری ها هستند و بخشی از زیست شناسی از تکرار اشخاص است که ما می دانیم بسیار کمی در مورد گفت:” جیل Banfield یک دانشگاه برکلی و استاد زمین و علوم سیاره ای و محیط زیست, علم سیاست و مدیریت و نویسنده ارشد مقاله در مورد یافته ها ظاهر می شود Feb 12 در مجله طبیعت. “این فاژها پل شکاف میان غیر زندگی باکتریوفاژها در دست ها و باکتری ها و Archaea. وجود دارد قطعا به نظر می رسد استراتژی های موفق وجود دارد که ارقام بین آنچه که ما فکر می کنم به عنوان سنتی ویروس های سنتی و موجودات زنده است.”

جالب اینجاست که در DNA است که این فاژها پس زدن دهنه اسب در اطراف بخش هایی از سیستم CRISPR که استفاده از باکتری برای مبارزه با ویروس ها. این احتمال وجود دارد که پس از این فاژها تزریق DNA خود را به باکتری های ویروسی سیستم CRISPR موجب افزایش سیستم CRISPR میزبان باکتری ها احتمالا بیشتر به هدف ویروس های دیگر.

“این شگفت انگیز است که چگونه این فاژها را repurposed این سیستم ما از فکر به عنوان باکتریایی یا archaeal به استفاده از آن ها به نفع خود در برابر رقابت خود را به سوخت جنگ بین این ویروس گفت:” دانشگاه برکلی فارغ التحصیل و دانشجو Basem Al-Shayeb. Al-Shayeb و تحقیقات مرتبط روهان Sachdeva هستند co-اولین نویسندگان از طبیعت کاغذ.

جدید Cas پروتئین

یکی از فاژها همچنین قادر به ایجاد یک پروتئین مشابه به Cas9 پروتئین است که بخشی از ابزار انقلاب CRISPR-Cas9 که جنیفر Doudna از دانشگاه برکلی و اروپایی همکار امانوئل Charpentier اقتباس برای ژن-ویرایش. تیم دوبله این کوچک پروتئین CasØ چون حرف یونانی Ø یا فی به طور سنتی استفاده شده است به معنی باکتری خوار.

“در این فاژها وجود دارد مقدار زیادی از پتانسیل برای پیدا کردن ابزارهای جدید برای ژنوم مهندسی” Sachdeva گفت. “بسیاری از ژن ما در بر داشت ناشناخته آنها لازم نیست که یک تابع احتمالي و ممکن است یک منبع از پروتئین جدید برای, صنعتی, پزشکی و یا برنامه های کاربردی کشاورزی.”

گذشته از ارائه بینش جدید به ثابت جنگ بین فاژها و باکتری یافته های جدید همچنین باید مفاهیم برای انسان بیماری است. ویروس ها به طور کلی حمل ژن بین سلول ها از جمله ژن که مشورت مقاومت به آنتی بیوتیک است. و پس از فاژها در هر کجا که رخ می دهد باکتری ها و Archaea زنده از جمله انسان میکروبیوم روده آنها می تواند آسیب رساندن ژن به باکتری است که استعمار انسان است.

“برخی از بیماری ها ایجاد می شود به طور غیر مستقیم توسط فاژها به دلیل فاژها حرکت در اطراف ژن های دخیل در پاتوژنز و مقاومت آنتی بيوتيکی” گفت: Banfield که همچنین مدیر میکروبی پژوهش در ابتکاری ژنتیک موسسه (IGI) و یک CZ Biohub محقق شده است. “و بزرگتر از ژنوم بزرگتر ظرفیت شما را به حرکت در اطراف آن انواع ژن و بالاتر احتمال است که شما قادر خواهد بود برای ارائه نامطلوب ژن به باکتری در انسان microbiomes.”

توالی زمین biomes

برای بیش از 15 سال Banfield شده است بررسی تنوع باکتری Archaea — که او می گوید:, جذاب هستند عموزاده از باکتری ها — و فاژها در محیط های مختلف در سراسر این سیاره است. او این کار را با تعیین توالی تمام DNA در نمونه و سپس چیدمان قطعات با هم به جمع آوری پیش نویس ژنوم و یا در برخی موارد به طور کامل سرپرستی ژنوم هرگز قبل دیده می شود میکروب ها.

در این روند او پیدا کرده است که بسیاری از جدید میکروب بسیار کوچک ژنوم به ظاهر کافی برای حفظ زندگی مستقل است. در عوض آنها ظاهر می شود بستگی به سایر باکتری ها و archaea برای زنده ماندن.

یک سال پیش او گزارش داد که برخی از بزرگترین فاژها یک گروه او به نام Lak فاژها می شود و ما جرات و دهان که در آن آنها طعمه در روده و بزاق microbiomes.

جدید طبیعت, کاغذ آمد از یک جستجوی دقیق تر برای بزرگ فاژها در تمام metagenomic توالی Banfield انباشته شده به علاوه جدید metagenomes ارائه شده توسط همکاران تحقیقاتی در سراسر جهان است. این metagenomes آمد از baboons خوک آلاسکا گوزن نمونه خاک اقیانوس ها رودخانه ها و دریاچه ها و آب های زیرزمینی و شامل بنگلادشی که نوشیدن آرسنیک آب آلوده است.

تیم شناسایی 351 ژنوم فاژ است که بیش از 200 kilobases بلند و چهار برابر متوسط ژنوم فاژ طول 50 کیلوبایت (kb). آنها قادر به ایجاد دقیق طول 175 ژنوم فاژ; دیگران می تواند بسیار بزرگتر از 200 kb. یکی از کامل ژنوم, 735,000 پایه-جفت طولانی است که در حال حاضر بزرگترین و شناخته شده ژنوم فاژ.

در حالی که بسیاری از ژن ها در این فاژها کد برای ناشناخته پروتئین محققان قادر به شناسایی ژن هایی که کد برای پروتئین حیاتی برای ماشین آلات به نام ribosome که ترجمه messenger RNA به پروتئین است. از جمله ژن به طور معمول در بر داشت در ویروس ها تنها در باکتری و یا archaea.

محققان دریافتند بسیاری از ژن ها برای انتقال رنس که حمل اسیدهای آمینه به ribosome گنجانیده شده به پروتئین جدید; ژن پروتئین است که بار و تنظیم tRNAs; ژن پروتئین است که به نوبه خود بر ترجمه و حتی قطعات ribosome خود را.

“به طور معمول چه جدا از زندگی و غیر زندگی است به ribosomes و توانایی انجام ترجمه; که یکی از عمده تعریف ویژگی های جداگانه که ویروس ها و باکتری های غیر زندگی و زندگی” Sachdeva گفت. “برخی از بزرگ فاژها بسیاری از این ترجمه ماشین آلات به طوری که آنها در حال آلوده کردن خط یک بیت.”

بزرگ فاژها به احتمال زیاد استفاده از این ژن به تغییر مسیر ribosomes را بیشتر نسخه هایی از خود را پروتئین در هزینه باکتری پروتئین است. برخی از فاژها نیز جایگزین کدهای ژنتیکی این اسید نوکلئیک سه قلو که کد خاص اسید آمینه است که می تواند اشتباه باکتریایی ribosome که رمز گشایی RNA.

علاوه بر این برخی از تازه کشف بزرگ فاژها حمل ژن برای انواع Cas پروتئین موجود در انواع باکتری سیستم CRISPR مانند Cas9, Cas12, CasX و CasY خانواده. CasØ یک نوع از این Cas12 خانواده است. برخی از فاژها نیز CRISPR آرایه که مناطقی از ژنوم باکتریایی که در آن قطعه از DNA ویروسی ذخیره می شود برای مرجع آینده اجازه می دهد باکتری به رسمیت شناختن بازگشت فاژها و به بسیج خود را Cas پروتئین به هدف قرار دادن و آنها را قطع کردن.

“سطح بالا نتیجه این است که فاژها با ژنوم کاملا برجسته در سراسر زمین اکوسیستم آنها یک ویژگی از یک اکوسیستم” Banfield گفت. “و فاژها که بزرگ ژنوم مرتبط هستند به این معنی که اینها تاسیس دودمان با سابقه ای طولانی از ژنوم اندازه. داشتن ژنوم یک استراتژی موفق برای وجود و استراتژی ما می دانیم بسیار کمی در مورد.”

محققان تقسیم 351 megaphages به 10 گروه جدید و یا clades به نام بعد از کلمات “بزرگ” در زبان این مقاله نویسندگان: Mahaphage (سانسکریت), Kabirphage, Dakhmphage و Jabbarphage (عربی); Kyodaiphage (ژاپنی); Biggiephage (استرالیا), Whopperphage (آمریکایی); Judaphage (چینی), Enormephage (فرانسه); و Kaempephage (دانمارکی).

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.dehec.sutny.im