Stora bakteriedödande virus lurar i ekosystem runt om i världen från heta källor till sjöar och floder i sötvatten. Nu har en grupp forskare upptäckt några av dessa så kallade bakteriofager som är så stora och så komplexa att de suddar gränsen mellan levande och icke-levande, enligt nya fynd.
Bakteriofager, eller "fager" i korthet, är virus som specifikt infekterar bakterier. Fager och andra virus anses inte vara levande organismer eftersom de inte kan utföra biologiska processer utan hjälp och cellulära maskiner från en annan organisme.
Det betyder inte att de är oskadliga: Fager är de viktigaste drivkrafterna för ekosystemförändring eftersom de byter på bakterier av bakterier, förändrar deras metabolism, sprider antibiotikaresistens och bär föreningar som orsakar sjukdom hos djur och människor, enligt forskarna i en ny studie , publicerad 12 februari i tidskriften Nature.
För att lära sig mer om dessa lurska inkräktare sökte forskarna genom en DNA-databas som de skapade från prover de och deras kollegor samlade från nästan 30 olika miljöer runt om i världen, allt från tarmarna hos människor och Alaskan älgar till en sydafrikansk bioreaktor och en Tibetansk varm källa, enligt ett uttalande.
Från det DNA upptäckte de 351 enorma fager som hade genom fyra eller flera gånger större än det genomsnittliga fagenet. Bland dessa var den största fagen hittills hittills med ett genom på 735 000 baspar - paren av nukleotider som utgör spåren i DNA-molekylens "stege" -struktur - eller nästan 15 gånger större än den genomsnittliga fagen. (Det mänskliga genomet innehåller cirka 3 miljarder baspar.)
Dessa fager är "hybrider mellan vad vi tänker på som traditionella virus och traditionella levande organismer", som bakterier och archaea, seniorförfattare Jill Banfield, University of California, Berkeley, professor i jord- och planetvetenskap och miljövetenskap, politik och ledningen, sade i uttalandet. Enligt detta uttalande är detta enorma fagers genom mycket större än genom bakterierna.
Författarna fann att många av generna kodade för proteiner som ännu inte är okända för oss. De fann att fagen hade ett antal gener som inte är typiska för virus men är typiska för bakterier, enligt uttalandet. Vissa av dessa gener är en del av ett system som bakterier använder för att bekämpa virus (och anpassades senare av människor för att redigera gener, en teknik som kallas CRISPR-Cas9).
Forskare vet inte säkert, men de tror att när dessa fager injicerar sitt DNA i bakterier, stärker fagens eget CRISPR-system CRISPR-systemet för bakterierna. På det sättet kan det kombinerade CRISPR-systemet hjälpa till att rikta in sig mot andra fager (bli av med konkurrensen).
Dessutom fann de att vissa av fagerna hade gener som kodade för proteiner som är nödvändiga för funktionen av ribosomer - en cellulär maskin som översätter genetiskt material till proteiner (proteinerna är molekylerna som utför DNA: s instruktioner). Dessa proteiner finns inte vanligtvis i virus, men de finns i bakterier och archaea, enligt uttalandet.
Vissa av dessa nyfundna fager kan också använda ribosomerna i deras bakterievärd för att göra fler kopior av sina egna proteiner, enligt uttalandet.
"Det som skiljer livet från icke-livet är vanligtvis att ha ribosomer och förmågan att göra översättning. Det är en av de viktigaste funktionerna som skiljer virus och bakterier, icke-liv och liv," medförfattare Rohan Sachdeva, en forskningsassistent vid UC Berkeley, sade i uttalandet. "Vissa stora fager har mycket av den här översättningsmaskinerin, så de suddar linjen lite."
- De 9 dödligaste virusen på jorden
- 28 förödande infektionssjukdomar
- 5 sätt tarmbakterier påverkar din hälsa
