Resistance is futile: V blátě jsou borgské struktury DNA  
My jsme Borgové. Budete asimilováni. Odpor je marný. Metanožroutská archea si vydržují podivné gigantické sekvence DNA. Mají až 1 milion párů bází, stovky genů včetně mnoha metabolických a jsou plné repetitivních sekvencí. Star Trek zplodil dítě s mikrobiologií.
Borg. Kredit: Paramount Television / Wikimedia Commons.
Borg. Kredit: Paramount Television / Wikimedia Commons.

Mikrobiologové na sebe prozradili dvě věci. Mají rádi Star Trek a milují hrabat se v blátě. Tyhle dvě lásky se střetly v podivuhodném výzkumu lokalit s blátem na západě USA. Geomikrobioložka Jill Banfield z americké University of California, Berkeley a její kolegové našli v tomhle blátě zřejmě doposud neznámé DNA struktury, které dovedou asimilovat geny ze svého okolí. Takoví malí Borgové ve světě biomolekul.

 

Výzkum je teprve ve fázi preprintu na platformě bioRxiv. Přesto o borgských strukturách nadšeně píše web časopisu Nature. Pokud se neukáže, že jde o nějaký omyl, tak borgská DNA rozšíří řady pestré sbírky ECE, čili extrachromozomálních elementů. Většina bakterií a archeí má jeden či dva chromozomy s genomem, které často doplňují rozmanité elementy ECE. Organismy s nimi mohou dělat zajímavé kejkle a často obsahují zajímavé geny. Jedním z mnoha příkladů jsou kruhové plasmidy.

 

Banfieldová je přesvědčená, že Borgové z bláta jsou něco zcela nového, nevídaného a absolutně fascinujícího. Další odborníci s tím souhlasí, i když někteří popírají, že jde o něco zcela unikátního. Některé další velké elementy ECE jsou prý v některých ohledech podobné, například obří lineární plasmidy (giant linear plasmids) půdních aktinomycet. Nicméně, Borgové stojí za pozornost.

Typické místo pro Borgy. Kredit: Jill Banfield.
Typické místo pro Borgy. Kredit: Jill Banfield.

 

Kromě ohromného palce nahoru za popkulturní pojmenování, za které budou studenti a popularizátoři nepochybně vděční, jsou Borgové nápadní svou velikostí. Velikost Borga se totiž pohybuje mezi 600 tisíci a 1 milionem párů bází sekvence DNA. Borgové jsou vlastně tak velicí, že to může odpovídat až jedné třetině hlavního chromozomu hostitelského mikroba.

 

Jak už to v podobných případech bývá, Banfieldová a spol. původně studovali něco úplně jiného, vliv mikroorganismů na koloběh uhlíku. V kalifornských mokřadech narazili na Borgy a postupně identifikovali 19 různých typů Borgů na podobných místech Kalifornie a Colorada. Zdá se, že Borgové mají těsnou spojitost s archei, v tomto případě s rodem Methanoperedens, což jsou požírači metanu. A nejspíš přitom využívají Borgy.

 

Jill Banfield. Kredit: UC Berkeley.
Jill Banfield.
Kredit: UC Berkeley.

Borgové nejsou žádní trpaslíci. Obsahují stovky geny, mnoho z nich metabolických, včetně genů pro požírání metanu. Sdílejí řadu strukturních znaků. Jsou lineární, na koncích mají zrcadlové repetitivní sekvence a jak mezi geny tak i uvnitř genů mají nacpáno spoustu dalších repetitivních sekvencí. Pokud jde o geny, borgské sekvence je asimilovaly z rozmanitých zdrojů, včetně archeí Methanoperedens.

 

Otázkou je, co jsou Borgové vlastně zač. Banfieldová tak trochu šeptem navrhuje, že by to mohli být vnitrobuněční symbionti, které archea Methanoperedens pohltila podobně, jako předek eukaryotní buňky předka mitochondrie. Jen zašla ještě o něco dál. To by samozřejmě byla evoluční pecka. Borgy teď čeká intenzivní výzkum. V první řadě by měl ověřit jejich existenci a vztah k archeím. Vědci už teď pátrají po dalších borgských sekvencích v databázích a prý už mají nějaké další úlovky. Rovněž bude nutné odhalit, jak vlastně Borgové fungují a k čemu si archea vydržují tak veliké struktury, které musejí být dost nákladné. Další věc je, že by Borgové mohli obsahovat užitečné nástroje pro genetické inženýry, podobné genetickému editoru CRISPR. Molekulární laboratoře po celém světě by jistě uvítaly nějaké borgské technologie.

 

Video: Overview of microbial community studies

 

Literatura

Nature News 16. 7. 2021.

bioRxiv

Datum: 20.07.2021
Tisk článku


Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace