Virus som stjeler DNA
Innholdsfortegnelse:
- De kunne ha utviklet generene separat, såkalt konvergent evolusjon. Den nære koblingen mellom virus, bakterie og leddyr, peker imidlertid på en slags genoverføring.
- En av vertene til Wolbachia er mygga som bærer virus som dengue og Zika. Forskere har funnet ut at Wolbachia kan redusere myggets evne til å overføre disse skadelige virusene.
Hvis du studerer virus som infiserer bakterier, ikke er din livslang lidenskap, kan du fortsatt være interessert i å vite at en bakteriofag inneholder DNA som ser ut til å være knyttet til et edderkopptoksin.
Hvis du er en biolog som studerer disse typer virus, kan denne oppdagelsen komme som en total overraskelse. Det var sannsynligvis hvordan et par forskere ved Vanderbilt University følte da de sekvenserte genomet WO og oppdaget DNA som lignet genet for latrotoxin.
Dette giftet, som finnes i svarte enke edderkopper, støter på hull i cellene til sine ofre.
Den mest overraskende delen er imidlertid ikke at viruset hadde biter av DNA som ligner på en annen organisme.Annonse
Forskere vet allerede at virus kan stjele DNA fra sine verter.
Dette gjelder både for virus som infiserer eukaryoter - skapninger med en kjerne i deres celler - og de som smitter bakterier. Men virus har vanligvis bare segmenter av DNA som ligner på deres direkte vert.Phage WO er annerledes.
Forskerne fant at dette viruset inneholdt DNA som ikke ligner dets vert - en bakteriell parasitt som heter Wolbachia - men DNA fra vertsens vert. Nemlig den svarte enke edderkoppen.Wolbachia smitter ikke bare svart enke edderkopper. Det finnes også i cellene på mer enn 40 prosent av alle leddyr i verden, inkludert insekter, krepsdyr og andre edderkopper.
Funnet legger fag WO på et unikt sted blant virus."Vi vet at dette er den første rapporten om animalsk DNA som finnes i et bakterielt virus," forfatter Sarah Bordenstein, seniorforsker på Vanderbilt University, skrev i et blogginnlegg om funnene. Hun og Seth Bordenstein, Ph.D., lektor i biovitenskap og patologi, mikrobiologi og immunologi ved Vanderbilt, publiserte sin undersøkelse 11. oktober i journal Nature Communications.
Fag WO er så langt unikt, men det betyr ikke at forskere ikke etter hvert vil finne andre bakteriofager med dyrlignende DNA.
"Jeg er optimistisk at forskere vil finne flere tilfeller ettersom flere virale genomene blir avslørt," sa Sarah Bordenstein, "spesielt nå vi er på utkikk, men dette kan ikke være tilfelle. "
AnnonseLes mer: Forskere finner genredigering med CRISPR vanskelig å motstå»
Er det DNA-stjele?
Det er fristende å si at viruset "stjal" DNA fra den svarte enke edderkoppen.
AdvertisementAdvertisementMen det er mange måter de to organismene kunne ha endt med lignende DNA.
De kunne ha utviklet generene separat, såkalt konvergent evolusjon. Den nære koblingen mellom virus, bakterie og leddyr, peker imidlertid på en slags genoverføring.
"Phage WO eksisterer i en unik nisje fordi den infiserer cellene av svært vellykkede bakterier som smitter insekter av celler," sa Sarah Bordenstein. "Dette gir flere muligheter for genetisk eksponering og overføring. "
AnnonseSå hvis det var en genoverføring, hvordan skjedde det?
Phage WO kan ha plukket opp DNA-en direkte fra den svarte enke edderkoppen. Eller Wolbachia - eller et annet virus eller bakterier - kan ha plukket opp edderkoppens DNA og sendt det videre til fag WO.
AdvertisementAdvertisement
Eller DNA-sekvenser kunne ha flommet motsatt."Enkelt sagt, vi er ikke helt trygge i retning av overføring. Men ville ikke alternativet være interessant? "Sa Sarah Bordenstein til Healthline. "Enten spindelen gikk langs en nyttig del av DNA til et bakterielt virus, eller fagene bidro til utviklingen av edderkoppegift. "
På bloggen hennes skriver Sarah Bordenstein at beviset" lener seg mot edderkoppen til virus, muligens via en enda til å bli oppdaget mellommann. "
Phage WOs genom betyr ikke hele spindeltoksingenet. Men det har DNA som ligner protoxin-delen av genet - dette segmentet antas å være involvert i brudd på edderkoppcellene som produserer toksin.Forskerne fant også andre typer dyrlignende DNA i fagets genom. Dette DNAet likte gener som ble brukt av dyreceller til å fornemme patogener eller unngå immunresponser.
Disse stykkene av animalsk DNA kan hjelpe viruset å bryte gjennom både bakterielle og dyrecellemembraner, eller overleve i dyrevertenes cellemiljø.
Mer forskning er nødvendig for å vite hvilken hensikt disse DNA-segmentene har, om noen, for fag WO.
Les mer: Dengue feber utbrudd øker med klimaendringer »
Virusbekjempende virus
Forskerne identifiserte også hvordan fag WO legger seg inn i vertsgenomet.
Dette skrev Sarah Bordenstein, "tilbyr en potensiell metode for å få tilgang til Wolbachia-kromosomet for å låse opp sine hemmeligheter" - aka genetisk prosjektering av viruset.
Dette kan være nyttig for å bekjempe virus som påvirker mennesker.
En av vertene til Wolbachia er mygga som bærer virus som dengue og Zika. Forskere har funnet ut at Wolbachia kan redusere myggets evne til å overføre disse skadelige virusene.
Historien har lært oss at mikrober stadig tilpasser seg. Matthew Aliota, University of Wisconsin-Madison
"En stor fordel [av denne metoden] er at den er selvopprettholdende," fortalte 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, trenger du ikke lenger å frigjøre mygg. "
Forskere bruker denne tilnærmingen til å bekjempe myggbårne sykdommer i Brasil og andre land.
Stammen av Wolbachia brukt av Eliminate Dengue Programmet er allerede effektiv, noe som gjør geneteknikk mindre fristende. Men det kan ikke alltid være tilfelle.
"Wolbachia biocontrol av dengue og Zika ser ut til å være ekstremt lovende," sa Aliota. "Men med det sagt er det alltid rom for forbedring. Historien har lært oss at mikrober stadig tilpasser seg. "Les mer: Mygg kan være i stand til å overføre Zika virus til egg, larver»
