Борг (микробиология)
Борг элемент , — это «гигантский внехромосомный способный усиливать окисление метана ». [ 1 ] описано Басемом Аль-Шайебом и Джилл Бэнфилд . Борги — длинные последовательности ДНК, существующие рядом с основной хромосомой. [ 2 ] у архей Methanoperedens , в средах с недостатком кислорода, таких как глубокая грязь. [ 3 ] [ 4 ] Борги были обнаружены профессором Джилл Бэнфилд и ее командой в почве водно-болотных угодий, водоносного горизонта, русла реки и заброшенной ртутной шахты в штатах Калифорния и Колорадо. [ 1 ]
Борги считаются новой формой «гигантских линейных плазмид » или гигантских вирусов, а не неизвестными элементами ДНК. [ 5 ] [ 1 ] [ 2 ] Они встречаются вместе с видом архей , который, вероятно, является их хозяином и имеет многие из их генов. Основная хромосома археонов всего в три раза больше, и их способность к анаэробному окислению метана , а также к другим биологическим функциям, таким как производство белков, может быть увеличена боргами. [ 6 ] [ 7 ] [ 1 ]
Функции
[ редактировать ]Они были обнаружены 8 марта 2020 года Банфилдом и другими. Структура геномов боргов консервативна и отличается от плазмид и хромосом Methanoperedens , а также геномов других архей . [ 8 ] Борги не обладают различимыми белками, которые связаны с плазмидами или вирусами, локусами рРНК, точками начала репликации или жизненно важными генами, которые обычно обнаруживаются в минихромосомах, также известных как мегаплазмиды, архей. [ 1 ] Было обнаружено, что длина образца генома борга составляет 0,66–0,92 Мбит/с, что превышает длину генома известных в настоящее время вирусов архей. [ 8 ] Вместо этого размер геномов боргов характерен для специфичных для эукариот двухцепочечных ДНК-вирусов из типа Nucleocytoviricota , также известных как нуклеоцитоплазматические большие ДНК-вирусы (NCLDV), размер которых может превышать 2,5 Мбит/с. [ 8 ] [ 9 ] Тандемные последовательности прямых повторов преобладают во всем геноме боргов, а длинные инвертированные повторы завершают геном. Это отличается от мегаплазмид некоторых бактерий, которые несут повторяющиеся повторы и обычно не отвечают за кодирование необходимых генов. [ 8 ]
Функции (список генов)
[ редактировать ]Ниже приведены некоторые из известных генов, которые кодируются геномами боргов: [ 1 ]
Обратите внимание, что не каждый геном боргов содержит одни и те же гены.
- Мобильные или переносные элементы систем защиты
- Анаэробное окисление метана (АОМ)
- Система CRISPR-Cas типа III-A (без оборудования для получения спейсера, в первую очередь нацелена на РНК)
- RPL11 — рибосомальный белок L11.
- Гликозилтрансфераза
- Манипулирование ДНК и РНК
- Транспортные гены
- Энергетический обмен
- Белки клеточной поверхности
- РУЧКА
- S-слой
- Мембраносвязанные белки (неизвестные функции, которые, возможно, влияют на свойства мембран хозяина)
- Фиксация азота ( nifHDK ) оперон
- Синтез полигидроксиалканоатов (накопление углерода) — возможно, используется при нехватке ресурсов.
- Белки устойчивости к теллуру
- FtsZ (гомолог табулина)
- Белки, которые отдают предпочтение белкам основного хранилища
- Гены цикла ТСА
- цитратсинтаза
- аконитаза
- cfbb и cfbc
- Коэнзим F420:L-глутаматлигаза - cofE
- Электронные бифуркационные комплексы
- тетрагидрометаноптерина Синтез
- ферредоксина Белки
- 5,6,7,8-тетрагидрометаноптерин гидролиаза (Fae) - участвует в детоксикации формальдегида.
- Дегидрогеназа угарного газа (CODH)
- Пластоцианин
- Купредоксины
- Мультигемовые цитохромы (MHC)
Пустяки
[ редактировать ]Их название было выбрано как отсылка к одноименному виду из «Звездного пути» из-за их склонности ассимилировать гены организмов, в первую очередь Methanoperedens. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г Аль-Шайеб Б., Шёлмерих М.К., Уэст-Робертс Дж., Валентин-Альварадо Л.Е., Сачдева Р., Маллен С. и др. (10 июля 2021 г.). «Борги — это гигантские внехромосомные элементы, способные усиливать окисление метана» . bioRxiv : 2021.07.10.451761. дои : 10.1101/2021.07.10.451761 . S2CID 235812990 . Проверено 13 августа 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Ринке С. (октябрь 2022 г.). «Таинственная находка микробных элементов ДНК, называемых боргами». Природа . 610 (7933): 635–637. Бибкод : 2022Natur.610..635R . дои : 10.1038/d41586-022-02975-3 . ПМИД 36261713 . S2CID 253020155 .
- ^ Пенниси Э (15 июля 2021 г.). «Таинственные последовательности ДНК, известные как «борги», извлечены из калифорнийской грязи» . Наука .
- ^ Рейн Э (3 августа 2021 г.). «Сопротивление бесполезно, потому что борги из «Звездного пути» реальны и могут усваивать ДНК микробов» . ПРОВОД SYFY . Проверено 5 августа 2021 г.
- ^ Цепелевич Дж., Уиттен А. (21 июля 2021 г.). «Плазмида, вирус или что-то другое? ДНК «боргов» размывает границы» . Журнал Кванта . Проверено 13 августа 2021 г.
- ^ Танец А (16 июля 2021 г.). «Массивные структуры ДНК «боргов» озадачивают ученых» . Природа . 595 (7869): 636. Бибкод : 2021Natur.595..636D . дои : 10.1038/d41586-021-01947-3 .
- ^ Сандовал Дж. (30 июля 2021 г.). «Ранее не обнаруженные ДНК-«борги» обнаружены на водно-болотных угодьях Калифорнии» . Независимый . Проверено 13 августа 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д Шельмерих М.К., Сачдева Р., Вест-Робертс Дж., Вальдбургер Л., Банфилд Дж.Ф. (январь 2023 г.). «Тандемные повторы в гигантских архейных элементах боргов претерпевают быструю эволюцию и создают новые внутренне неупорядоченные области в белках» . ПЛОС Биология . 21 (1): e3001980. дои : 10.1371/journal.pbio.3001980 . ПМЦ 9879509 . ПМИД 36701369 .
- ^ Сянь Ю, Сяо С (01 января 2020 г.). Киелян М., Меттенляйтер Т.К., Руссинк М.Дж. (ред.). «Современные модели сборки капсида икосаэдрических вирусов нуклеоцитовирикоты» . Достижения в области исследования вирусов . Сборка вируса и пути выхода. 108 . Академическая пресса: 275–313. дои : 10.1016/bs.aivir.2020.09.006 . ISBN 9780128207611 . ПМЦ 8328511 . ПМИД 33837719 .