从许多环境中取样的基因汤,包括人类唾液,动物便便,湖泊,医院,土壤等,研究人员发现了数百个巨人- 有些具有能力的能力,只有在细胞生活中才能看到。
由加州大学伯克利分校的科学家领导的国际团队发现了整个新的巨型噬菌体(感染细菌的病毒),并将351个基因序列拼凑在一起。
在这些中,他们发现了为意外事物编码的基因,包括读取和执行DNA指令的蜂窝机械的位以构建蛋白质,也称为蛋白质翻译。
“它们具有不寻常的翻译机械组件,您在典型上找不到这些组件,“伯克利分校的微生物学家Basem al-Shayeb和Jill Banfield告诉Sciencealert。
翻译过程发生在称为核糖体的分子结构中,研究人员实际上发现了为其某些成分编码的基因 - 核糖体蛋白。
“通常,将生命与非生命区分开的是具有核糖体和进行翻译的能力;这是将病毒和细菌,非生命和生命分开的主要定义特征之一,”微生物生态学家罗汉·萨克德娃(Rohan Sachdeva)说来自加州大学伯克利分校。
“有些大噬菌体有很多这种翻译机械,因此它们使线路有些模糊。”
团队还找到了系统也恰好是针对病毒的“免疫系统”细菌,我们人类为自己的基因操纵目的而采用了同样的系统。
新发现的病毒的基因组超过200,000碱基对长,而平均已知的噬菌体大小沿着52,000个碱基对的线更大。
团队确定的一些噬菌体基因组是真正的Whoppers。研究人员命名了一个小组,并以撰稿人的不同语言为“大”一词指定了其他九个新小组。
Al -Shayeb和Banfield说:“这些噬菌体的基因组至少是典型噬菌体的四倍,最大的是15倍 - 735,000个DNA。”
这些较大的噬菌体被认为是感染的细菌植物,一组细菌广泛分散在我们的环境中,从土壤到我们的肠道。
这些庞大的噬菌体的基因组足够大,足以与小细菌相抗衡,但是感染的pandoraviruss仍然持有头衔最大的病毒基因组以250万个碱基对。
“大噬菌体以前已经找到,但它们是发现的,” Sachdeva告诉创新基因组学院。 “我们在本文中发现它们本质上是无处不在的。我们在任何地方都发现它们。”
像其他噬菌体一样,这些chonkers将其DNA注入细菌宿主,劫持了受害者的基因复制设备以制作自己的副本。
研究人员怀疑,在发生这种情况时,巨人还使用一些其他基因使细菌内翻译的早期阶段脱轨,并转移蛋白质生产以适应其自身需求。这种对蛋白质创造的控制具有在动物病毒中也观察到。
Al-Shayeb解释说,巨型噬菌体专门针对试图感染同一宿主细菌的竞争性病毒,使用其CRISPR系统进行噬菌体战争。去年的研究显示一些噬菌体如何使用该系统来阻止抗流量测量其宿主细菌可能部署的。
巨大的噬菌体(受试者26)感染细菌并操纵其对其他噬菌体的反应。 (Jill Banfield Lab/UC Berkeley)
“我们看着这些大基因组的感觉是,噬菌体已经获得了许多不同的基因和途径 - 我们可以预测的一些基因组,其中一些我们不能真正控制感染过程中细菌宿主的功能,” Banfield告诉创新基因组学院。
随着我们更多地了解我们之间的联系身体的和心理健康和微生物我们与我们的身体和环境共享,很明显,影响它们的原因也会对我们产生深远的影响。
Al-Shayeb说:“噬菌体也已知可以转移细菌毒素的基因和细菌之间的抗生素耐药性,这会导致疾病。”
“由于我们既有有害和有用的细菌居住在我们和内部的有害细菌,因此了解哪些噬菌体与人类和动物共存,以及它们如何影响这些环境具有很大的价值。”
研究人员认为,有趣的CRISPR系统中,其中一些噬菌体具有通过改变细菌的功能或消除麻烦的噬菌体来帮助我们控制自己的微生物组。
根据Al-Shayeb和Banfield的说法,他们希望在实验室中发展其中的一些杂物,以了解有关这些与噬菌体相关的CRISPR系统的更多信息,并“发现其角色并在基因组编辑中的价值进行测试”。
与研究无关的生物化学家克里斯托夫·韦格尔(Christoph Weigel)在Twitter上建议该论文为考虑生活“ virocells”的病毒提供了“强大的支持”。
“这些巨大的噬菌体一方面弥合了非生存噬菌体之间的差距,细菌和古细菌,”班菲尔德解释说。
“似乎肯定有成功的生存策略是我们认为传统病毒和传统生物体之间的混合体。”
无论我们对我们对病毒生物多样性的知识所带来的巨大补充,它已经在进一步激发讨论活着意味着什么。
这项研究发表在自然。