✖


Jump to content

Биологическая темная материя

Биологическая темная материя — неофициальный термин для обозначения неклассифицированного или плохо изученного генетического материала . Этот генетический материал может относиться к генетическому материалу, произведенному неклассифицированными микроорганизмами . В более широком смысле, биологическая темная материя может также относиться к неизолированным микроорганизмам, о существовании которых можно судить только на основе генетического материала, который они производят. Некоторая часть генетического материала может не подпадать под три существующие области жизни: бактерии , археи и эукариоты ; таким образом, было высказано предположение, что возможная четвертая область жизни еще может быть открыта. [1] [2] хотя вероятны и другие объяснения. Альтернативно, генетический материал может относиться к некодирующей ДНК (так называемая «мусорная ДНК»). [3] [4] [5] и некодирующая РНК, продуцируемая известными организмами. [6] [7] [8]

Геномная темная материя

[ редактировать ]
Основная статья: Мусорная ДНК

Считается, что большая часть геномной темной материи происходит из древних мобильных элементов и других повторяющихся элементов низкой сложности. [9] [10] Неклассифицированный генетический материал обнаружен у людей и многих других видов. [1] [11] Их филогенетическая новизна может указывать на клеточные организмы или вирусы , из которых они произошли. [12]

Неклассифицированные микроорганизмы

[ редактировать ]

До 99% всех живых микроорганизмов невозможно культивировать . [13] [14] [15] [16] [17] существует так мало функциональных представлений о метаболическом потенциале этих организмов.

Последовательности, которые, как полагают, происходят от неизвестных микробов, называются микробной темной материей. [18] темный виром , [19] или грибы темной материи. [20] Такие последовательности не редкость. Подсчитано, что в материале человека от 40 до 90% вирусных последовательностей происходят из темной материи. [21] [22] [23] Человеческая кровь содержит более трех тысяч различных последовательностей ДНК, которые пока невозможно идентифицировать. [24] Микологическое исследование 2023 года показало, что грибы темной материи, похоже, доминируют в грибном царстве. [25]

Были разработаны алгоритмы, которые исследуют последовательности на предмет сходства с последовательностями бактериальной 16S РНК . [26] Сходство K-меров с известными вирусами, [27] особенности использования кодонов , [28] или для вывода о существовании белков. [29] Эти подходы, например, позволили предположить существование нового бактериофага семейства микровирусов . [29] и новый бактериоидоподобный фаг. [30] Другие исследования предположили существование 264 новых вирусных родов, обнаруженных в общедоступных базах данных. [31] а исследование человеческой крови показало, что у 42% людей есть хотя бы один ранее неизвестный вирус, что составляет до 19 различных новых родов. [32] Всестороннее исследование последовательностей ДНК из нескольких образцов человека выявило существование 4930 видов микробов, о 77% из которых ранее не сообщалось. [33] Результаты, связанные со здоровьем, включают профаг , который может быть связан с циррозом печени . [27] и семь новых последовательностей у детей с диабетом 1 типа , которые имеют характеристики вирусов. [34] Хотя они могут существовать, в темной материи не обнаружено организмов, которые явно вызывают болезни человека.

В феврале 2023 года ученые сообщили об обнаружении необычных нитей ДНК микроорганизмов в «темном микробиоме» в самой сухой неполярной пустыне на Земле. [35] [36]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Ву Д., Ву М., Халперн А., Раш Д.Б., Юзеф С., Фрейзер М., Вентер Дж.К., Эйзен Дж.А. (март 2011 г.). «Наблюдение за четвертым доменом метагеномных данных: поиск, открытие и интерпретация новых глубоких ветвей в филогенетических деревьях маркерных генов» . ПЛОС ОДИН . 6 (3): e18011. Бибкод : 2011PLoSO...618011W . дои : 10.1371/journal.pone.0018011 . ПМК   3060911 . ПМИД   21437252 .
  2. ^ Лопес П., Халари С., Баптест Э (октябрь 2015 г.). «Сильно расходящиеся древние семейства генов в метагеномных образцах совместимы с дополнительными подразделениями жизни» . Биология Директ . 10:64 . дои : 10.1186/s13062-015-0092-3 . ПМЦ   4624368 . ПМИД   26502935 .
  3. ^ Кэри Н. (2015). Мусорная ДНК: путешествие сквозь темную материю генома . Издательство Колумбийского университета. ISBN  9780231170840 .
  4. ^ Колата Г (5 сентября 2012 г.). «Кусочки загадочной ДНК, далекие от «мусора», играют решающую роль» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 9 сентября 2015 г.
  5. ^ Бойл Р. (6 сентября 2012 г.). «Внутри загадочной темной материи человеческого генома» . Популярная наука . Проверено 9 сентября 2015 г.
  6. ^ Пью Б.Ф., Восс К. (13 сентября 2013 г.). «Ученые открывают происхождение геномной «темной материи» » . Пенн Стейт Наук . Архивировано из оригинала 8 сентября 2015 г. Проверено 9 сентября 2015 г.
  7. ^ «Ученые пролили некоторый свет на биологическую «темную материю» » . Федеральная политехническая школа Лозанны . 20 января 2014 года . Проверено 9 сентября 2015 г.
  8. ^ ван Бакель Х., Нислоу С., Бленкоу Б.Дж., Хьюз Т.Р. (май 2010 г.). Эдди С.Р. (ред.). «Большинство транскриптов «темной материи» связаны с известными генами» . ПЛОС Биология . 8 (5): e1000371. дои : 10.1371/journal.pbio.1000371 . ПМЦ   2872640 . ПМИД   20502517 .
  9. ^ де Конинг А.П., Гу В., Касто Т.А., Батцер М.А., Поллок Д.Д. (декабрь 2011 г.). «Повторяющиеся элементы могут составлять более двух третей человеческого генома» . ПЛОС Генетика . 7 (12): e1002384. дои : 10.1371/journal.pgen.1002384 . ПМК   3228813 . ПМИД   22144907 .
  10. ^ Момус Ф., Кенвиль Х. (2014). «Глубокое исследование мусорной ДНК Arabidopsis thaliana выявило континуум между повторяющимися элементами и геномной темной материей» . ПЛОС ОДИН . 9 (4): е94101. Бибкод : 2014PLoSO...994101M . дои : 10.1371/journal.pone.0094101 . ПМЦ   3978025 . ПМИД   24709859 .
  11. ^ Баррас С. (18 марта 2011 г.). «Темная материя биологии намекает на четвертую область жизни» . Новый учёный . 209 (2805). Reed Business Information Ltd.: 16. Бибкод : 2011NewSc.209Q..16B . дои : 10.1016/S0262-4079(11)60657-X . Проверено 23 августа 2015 г.
  12. ^ Кемсли Т. (13 июля 2015 г.). «Новое исследование «темной материи» биологии заполняет крупные дыры в древе жизни» . Новости мира природы . Проверено 9 сентября 2015 г.
  13. ^ Хуан ВЭ, Сун Ю, Сюй Дж (январь 2015 г.). «Одноклеточная биотехнология прольет свет на биологическую «темную материю» в природе» . Микробная биотехнология . 8 (1): 15–16. дои : 10.1111/1751-7915.12249 . ПМК   4321360 . ПМИД   25627841 .
  14. ^ Лок С (16 июня 2015 г.). «Добыча микробной темной материи» . Новости природы . Проверено 9 сентября 2015 г.
  15. ^ Чек-Хайден Э (14 июля 2013 г.). «Исследователи видят микробную «темную материю» » . Новости природы . Проверено 9 сентября 2015 г.
  16. ^ Гронсталь А.Л. (4 ноября 2011 г.). «Изучение темной материи биологии» . Институт астробиологии НАСА . Проверено 9 сентября 2015 г.
  17. ^ Ринке С (2015). «Что такое микробная темная материя и почему нам следует ее исследовать?» . Микробная темная материя . Архивировано из оригинала 22 октября 2018 г. Проверено 9 сентября 2015 г.
  18. ^ Лок С (июнь 2015 г.). «Добыча микробной темной материи» . Природа . 522 (7556): 270–73. Бибкод : 2015Natur.522..270L . дои : 10.1038/522270a . ПМИД   26085253 .
  19. ^ Ханниган Г.Д., Майзель Дж.С., Тилдсли А.С., Чжэн К., Ходкинсон Б.П., СанМигель А.Дж., Майнот С., Бушман Ф.Д., Грайс Е.А. (октябрь 2015 г.). «Двухцепочечная ДНК-виром кожи человека: топографическое и временное разнообразие, генетическое обогащение и динамические связи с микробиомом хозяина» . мБио . 6 (5): e01578-15. дои : 10.1128/mBio.01578-15 . ПМЦ   4620475 . ПМИД   26489866 .
  20. ^ Райберг М., Нильссон Р.Х. (2018). «Новый свет на названия и наименование темных таксонов» . Микокейс . 30 (30): 31–39. дои : 10.3897/mycokeys.30.24376 . ПМК   5904500 . ПМИД   29681731 .
  21. ^ Аггарвала В., Лян Г., Бушман Ф.Д. (2017). «Вирусные сообщества кишечника человека: метагеномный анализ состава и динамики» . Мобильная ДНК . 8:12 . дои : 10.1186/s13100-017-0095-y . ПМК   5627405 . ПМИД   29026445 .
  22. ^ Крамна Л., Коларжова К., Ойкаринен С., Пурсихеймо Дж. П., Илонен Дж., Симелл О., Книп М., Вейола Р., Хёти Х., Синек О. (май 2015 г.). «Секвенирование кишечного вирома у детей с ранним островковым аутоиммунитетом» . Уход при диабете . 38 (5): 930–33. дои : 10.2337/dc14-2490 . ПМИД   25678103 .
  23. ^ Кришнамурти С.Р., Ван Д. (июль 2017 г.). «Происхождение и проблемы вирусной темной материи». Вирусные исследования . 239 : 136–42. doi : 10.1016/j.virusres.2017.02.002 . ПМИД   28192164 .
  24. ^ Коварски М, Камунас-Солер Дж, Кертес М, Де Вламинк И, Ко В, Пан В, Мартин Л, Нефф Н. Ф., Окамото Дж, Вонг Р. Дж., Харбанда С, Эль-Сайед Ю, Блюменфельд Ю, Стивенсон Д. К. , Шоу ГМ, Вулф Н.Д., Quake SR (сентябрь 2017 г.). «Многочисленные неохарактеризованные и сильно различающиеся микробы, колонизирующие людей, обнаруживаются с помощью циркулирующей внеклеточной ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (36): 9623–28. Бибкод : 2017PNAS..114.9623K . дои : 10.1073/pnas.1707009114 . ПМК   5594678 . ПМИД   28830999 .
  25. ^ Нильссон Р.Х., Райберг М., Вурцбахер С., Тедерсоо Л., Анслан С., Пыльме С., Спирин В., Микрюков В., Свантессон С., Хартманн М., Леннартсдоттер С., Белфорд П., Хомич М., Реттер А., Корколл Н., Гомес Мартинес Д., Янссон. Т., Гобад-Неджхад М., Ву Д., Санчес-Гарсия М., Кристианссон Э., Абаренков К. (2023). «Как, а не если» — это вопрос, который микологам следует задавать о типизации на основе ДНК» . Микокейс . 30 (96): 143–157. дои : 10.3897/mycokeys.96.102669 . hdl : 10138/357843 . ПМЦ   10194844 . ПМИД   37214179 .
  26. ^ Боуман Дж.С. (2018). «Идентификация микробной темной материи в окружающей среде Антарктики» . Границы микробиологии . 9 : 3165. дои : 10.3389/fmicb.2018.03165 . ПМК   6305705 . ПМИД   30619224 .
  27. ^ Jump up to: а б Рен Дж., Альгрен Н.А., Лу Й.Ю., Фурман Дж.А., Сан Ф. (июль 2017 г.). «VirFinder: новый инструмент на основе k-меров для идентификации вирусных последовательностей на основе собранных метагеномных данных» . Микробиом . 5 (1): 69. дои : 10.1186/s40168-017-0283-5 . ПМК   5501583 . ПМИД   28683828 .
  28. ^ Бжалава З., Тампуу А., Бала П., Висенте Р., Диллнер Дж. (сентябрь 2018 г.). «Машинное обучение для обнаружения вирусных последовательностей в наборах метагеномных данных человека» . БМК Биоинформатика . 19 (1): 336. doi : 10.1186/s12859-018-2340-x . ПМК   6154907 . ПМИД   30249176 .
  29. ^ Jump up to: а б Барриентос-Сомаррибас М., Мессина Д.Н., Поу К., Лисхольм Ф., Бьеркнер А., Алландер Т., Андерссон Б., Зоннхаммер Э.Л. (январь 2018 г.). «Обнаружение вирусных геномов в метагеномных данных человека путем предсказания неизвестных семейств белков» . Научные отчеты . 8 (1): 28. Бибкод : 2018НацСР...8...28Б . дои : 10.1038/s41598-017-18341-7 . ПМЦ   5758519 . ПМИД   29311716 .
  30. ^ Огилви Л.А., Боулер Л.Д., Кэплин Дж., Деди С., Дистон Д., Чик Э., Тейлор Х., Эбдон Дж.Э., Джонс Б.В. (2013). «Рассечение метагеномов кишечника человека на основе сигнатур генома для извлечения подсознательных вирусных последовательностей» . Природные коммуникации . 4 : 2420. Бибкод : 2013NatCo...4.2420O . дои : 10.1038/ncomms3420 . ПМЦ   3778543 . ПМИД   24036533 .
  31. ^ Ру С., Халлам С.Дж., Войк Т., Салливан М.Б. (июль 2015 г.). «Вирусная темная материя и взаимодействие вируса с хозяином, выявленные на основе общедоступных микробных геномов» . электронная жизнь . 4 . doi : 10.7554/eLife.08490 . ПМЦ   4533152 . ПМИД   26200428 .
  32. ^ Мустафа А., Се С., Киркнесс Е., Биггс В., Вонг Е., Турпас Ю., Блум К., Делварт Е., Нельсон К.Е., Вентер Дж.К., Теленти А. (март 2017 г.). «ДНК-виром крови у 8000 человек» . ПЛОС Патогены . 13 (3): e1006292. дои : 10.1371/journal.ppat.1006292 . ПМЦ   5378407 . ПМИД   28328962 .
  33. ^ Пасолли Э, Асникар Ф, Манара С, Зольфо М, Керхер Н, Арманини Ф, Бегини Ф, Манги П, Тетт А, Генси П, Колладо MC, Райс БЛ, ДюЛонг С, Морган XC, Голден CD, Айва С, Хаттенхауэр С , Сегата Н (январь 2019 г.). «Обширное неизученное разнообразие микробиома человека, выявленное более чем 150 000 геномами из метагеномов, охватывающих возраст, географию и образ жизни» . Клетка . 176 (3): 649–662.e20. дои : 10.1016/j.cell.2019.01.001 . ПМК   6349461 . ПМИД   30661755 .
  34. ^ Синек О, Крамна Л, Лин Дж, Ойкаринен С, Коларова К, Илонен Дж, Симелл О, Вейола Р, Аутио Р, Хёти Х (ноябрь 2017 г.). «Дисбаланс профилей бактерий в финском исследовании по прогнозированию и профилактике диабета: параллельное использование профилирования 16S и секвенирования вирома в образцах стула от детей с островковым аутоиммунитетом и соответствующим контролем» . Детский диабет . 18 (7): 588–98. дои : 10.1111/pedi.12468 . ПМИД   27860030 . S2CID   19106167 .
  35. ^ Ахенбах, Джоэл (21 февраля 2023 г.). «Странная ДНК, найденная в пустыне, дает уроки по поиску жизни на Марсе» . Вашингтон Пост . Проверено 21 февраля 2023 г.
  36. ^ Азуа-Бустос, Армандо; и др. (21 февраля 2023 г.). «Темный микробиом и чрезвычайно низкое содержание органических веществ в окаменелостях дельты Атакамы раскрывают пределы обнаружения жизни на Марсе» . Природные коммуникации . 14 (808): 808. Бибкод : 2023NatCo..14..808A . дои : 10.1038/s41467-023-36172-1 . ПМЦ   9944251 . ПМИД   36810853 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Biological_dark_matter&oldid=1223708956"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e2db6687d7fb163f6d6f35dd26f1932e__1715623560
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e2/2e/e2db6687d7fb163f6d6f35dd26f1932e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Biological dark matter - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)