Nowe badanie wykazało, że kod genetyczny jednokomórkowego amoebidium zawiera pozostałości starożytnych gigantycznych wirusów, co zapewnia wgląd w ewolucję genetyczną złożonego życia. Odkrycie to ujawnia, że te geny wirusowe, choć potencjalnie szkodliwe, pozostają nieaktywne w wyniku procesów chemicznych zachodzących w DNA ambidium, co sugeruje bardziej złożoną relację między wirusami a ich żywicielami, co może mieć wpływ na nasze zrozumienie ewolucji genetycznej innych organizmów, w tym ludzi.
Mikroorganizmy ujawniają, jak nasi jednokomórkowi przodkowie zintegrowali wirusowe DNA ze swoimi własnymi genomami.
Naukowcy odkryli pozostałości starożytnych gigantycznych wirusów w genomie Amipidium, jednokomórkowego organizmu, co sugeruje, że takie sekwencje wirusowe mogły odgrywać rolę w ewolucji złożonych form życia. Badanie to podkreśla dynamiczną relację między wirusami a ich żywicielami, a także odzwierciedla genetykę człowieka.
Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie: Zaskakująca zmiana w historii ewolucji złożonego życia została ujawniona Postęp naukowyNaukowcy z Queen Mary University of London odkryli, że jednokomórkowy organizm blisko spokrewniony ze zwierzętami zawiera w swoim kodzie genetycznym pozostałości starożytnych gigantycznych wirusów. Odkrycie to zapewnia wgląd w to, w jaki sposób złożone organizmy nabywają niektóre swoje geny i podkreśla dynamiczną interakcję między wirusami a ich żywicielami.
Badanie skupiło się na drobnoustroju o nazwie Amoebidium, jednokomórkowym pasożytze występującym w środowiskach słodkowodnych. Analizując genom Amoebidium, naukowcy pod kierownictwem dr Alexa de Mendozy Solera, starszego wykładowcy w Queen Mary’s School of Biological and Behavioural Sciences, odkryli zaskakującą obfitość materiału genetycznego pochodzącego od gigantycznych wirusów – jednych z największych wirusów znanych nauce. Te sekwencje wirusowe były gęsto metylowane, co jest markerem chemicznym, który często wycisza geny.
„To jak znalezienie trojanów ukrytych w ambidium”. DNA„Te wirusowe dodatki są potencjalnie szkodliwe, ale wydaje się, że amibidium utrzymuje je w ryzach, chemicznie wyciszając” – mówi dr de Mendoza-Soler.
Drobnoustrój Amoebidium appalachense przechodzi swój cykl rozwojowy w laboratorium. Jądra dzielą się w komórce aż do osiągnięcia dojrzałości (około 40 godzin na filmie), kiedy każde jądro staje się pojedynczą komórką, a kolonia rozpada się, dając początek potomstwu. Źródło zdjęcia: Alex de Mendoza
Trwające badania i implikacje
Następnie badacze zbadali częstość występowania tego zjawiska. Porównali genomy kilku izolatów Amybidium i odkryli znaczne różnice w zawartości wirusa. Sugeruje to, że proces integracji i wyciszania wirusa jest ciągły i dynamiczny.
„Te odkrycia podważają naszą wiedzę na temat związku między wirusami a ich żywicielami” – mówi dr de Mendoza Soler. „Tradycyjnie wirusy są postrzegane jako najeźdźcy, ale to badanie sugeruje bardziej złożoną historię. Dodatki wirusowe mogły odegrać w tym rolę ewolucja złożonych organizmów poprzez dostarczenie im nowych genów.” „Umożliwia to chemiczne oswajanie DNA tych najeźdźców”.
Komórki apalachów amibidium barwiono pod kątem DNA (na niebiesko, pokazując jądro) i aktyny (na zielono), uwypuklając błony komórkowe na etapie tworzenia komórek w kolonii. Prawa autorskie: Alex de Mendoza
Co więcej, odkrycia badaczy z projektu Amoebidium oferują interesujące podobieństwa do interakcji naszych genomów z wirusami. Podobnie jak w przypadku Amoebidium, ludzie i inne ssaki mają w swoim DNA pozostałości starożytnych wirusów, zwanych endogennymi retrowirusami. Chociaż wcześniej uważano, że reszty te stanowią „nieaktywny DNA”, niektóre z nich mogą być obecnie przydatne. Jednak w przeciwieństwie do gigantycznych wirusów występujących w Amoebidium, endogenne retrowirusy są znacznie mniejsze, a ludzki genom jest znacznie większy. Przyszłe badania mogą zbadać te podobieństwa i różnice, aby zrozumieć złożone interakcje między wirusami i złożonymi formami życia.
Odniesienie: „Metylacja DNA umożliwia powtarzające się chów wsobny gigantycznych wirusów u krewnego zwierzęcia” – Luke A. Sari i Iany F. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marin Oliveta, Hiroshi Suga, Omaya Dodin, Arnau Sepe Pedros i Alex de Mendoza, 12 lipca 2024 r., Postęp naukowy.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6406
„Amatorski przedsiębiorca. Profesjonalny ekspert od internetu. Człowiek zombie. Nieuleczalny badacz popkultury”.