在微生物战的世界里,有时你必须改变你的本质。
会感染细菌吗? 它们被恰当地称为噬菌体——它们的猎物已经交战了亿万年,双方都进化出更邪恶的战术来感染或消灭对方。 最终,一些噬菌体通过改变 DNA 编码方式,将这场军备竞赛提升到了一个新的水平。
至少,我们认为是这样发生的。 曾被认为是异常值的三篇独立论文发表的新研究表明,有一整群带有非标准 DNA 的噬菌体,研究人员将其称为 Z 基因组。
“基因组 DNA 由四种标准核苷酸组成?这些核碱基形成遗传字母表 ATCG,它在生命的所有领域中都是保守的,”生物学家迈克尔·格罗姆和法伦·艾萨克斯在最近的一篇文章中写道科学社论伴随着噬菌体遗传学的新研究。
“然而,在 1977 年,DNA噬藻体 S-2L 的整个基因组中所有“A”都被 2-氨基腺嘌呤 (Z) 取代,形成遗传字母表 ZTCG。”
原因似乎是自我保护。 在 DNA 双螺旋的连接“梯级”内,“Z”碱基与相对的“T”碱基形成三键,比常规 A:T 连接的两个键多一个。 这使得病毒基因组更加坚固,细菌更难以用核酸酶这种化学物质将其分解。
尽管科学家们很着迷,但没有发现其他噬菌体带有 Z 基因组,而且由于在实验室中培养 S-2L 很困难,Z 基因组被当作好奇心搁置一边。
现在,法国和中国研究人员的三项独立研究记录的研究表明,这不是一次性的,同时也描述了 Z 基因组的工作原理及其组装方式。
“科学家们长期以来一直梦想着增加基地的多样性。我们的工作表明,大自然已经找到了实现这一目标的方法,”第一作者、来自天津大学的周彦领导的团队之一说,在他们的论文中写道。
Zhou的团队与巴斯德研究所微生物学家Dona Sleiman领导的另一个团队一起发现了两种主要蛋白质,他们称之为PurZ和PurB; 这些构成了“Z”底座。
由巴黎萨克雷大学合成生物学家 Valerie Pezo 领导的第三个小组证实了这些发现并分析了一种酶? 称为 DpoZ ? 它负责将整个 Z 基因组组装在一起。
三人都在基因序列数据库中搜索了与其蛋白质和酶相关的序列,并发现了多种具有相似基因的噬菌体。
纽约大学分子生物学家杰夫·博克 (Jef Boeke) 表示:“[作者] 做了一项令人惊讶的全面工作,证明这不是一个疯狂的异常值,而是有一整群噬菌体拥有这种遗传物质。”参与工作,告诉科学家。
关于 Z 基因组仍有很多问题需要解答。
例如,Z 基因组与我们这样的常规细胞机制兼容吗? 它可以以同样的方式使用吗人工DNA开始?
“Z碱基已在碳质陨石中被明确识别,并被认为是可能用于生命起源的核碱基,”周领导的团队在论文中写道。
“考虑到 Z 基地是在陨石中发现的,我们的工作可能会激发人们对生命起源和天体生物学跨学科研究的兴趣。”