ศึกษาเกี่ยวกับเชื้อไวรัส

ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์จากกลุ่มของ Alejandro Burga ที่ IMBA ไม่เพียงแต่จับเหตุการณ์ HGT ในอาณาจักรสัตว์ได้แบบคาหนังคาเขา แต่พวกเขายังระบุเวกเตอร์ที่ต้องการมาอย่างยาวนานอีกด้วย ด้วยวิธีการทำงานของนักสืบพันธุกรรม Burga และทีมของเขาได้แสดงเหตุการณ์ของ HGT ระหว่างหนอน 2 สายพันธุ์ที่สืบพันธุ์ได้แบบแยกเดี่ยวซึ่งมีความแตกต่างทางพันธุกรรมจากกันและกันเหมือนกับที่มนุษย์มาจากปลา ที่สำคัญกว่านั้นคือพวกเขาสามารถระบุได้ว่าอะไรเป็นสาเหตุ: ตระกูล transposons ที่มีลักษณะคล้ายไวรัสที่เรียกว่าMavericks ตอกย้ำผู้ร้าย: Mavericksเป็นพาหะของ HGT Alejandro Burga หัวหน้ากลุ่ม IMBA ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าวว่า "Mavericks เป็นที่รู้จักอยู่แล้วว่าเป็นคลาสของ transposons แต่งานของเราเชื่อมโยงพวกเขากับ HGT เป็นครั้งแรก" "เรารู้ว่า HGT เกิดขึ้นระหว่างสัตว์แต่ละสายพันธุ์ แต่เราไม่รู้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถระบุตัวผู้กระทำผิดได้อย่างชัดเจน" Sonya Widen ผู้เขียนร่วมคนแรก ซึ่งเป็นเพื่อนดุษฎีบัณฑิตใน Burga lab กล่าว เมื่อMavericksถูกค้นพบในช่วงกลางทศวรรษที่ 2000 ในตอนแรกพวกเขาคิดว่าเป็น transposons ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เห็นแก่ตัวที่กระโดดและแพร่พันธุ์ได้เองในจีโนมด้วยค่าใช้จ่ายของโฮสต์ Mavericksได้รับการรายงานอย่างรวดเร็วในสาขาส่วนใหญ่ของยูคาริโอต รวมทั้งในมนุษย์ด้วย ด้วยเหตุนี้จึงพิสูจน์ได้ว่าพวกมันถือกำเนิดขึ้นเมื่อนานมาแล้ว Transposons และไวรัส การหลอมละลายของธรรมชาติ? ในไม่ช้า หลักฐานที่แสดงว่าMavericksมียีนที่เข้ารหัสองค์ประกอบของไวรัส เช่น แคปซิดและดีเอ็นเอโพลิเมอเรส เริ่มปรากฏให้เห็น " วิวัฒนาการของทรานสโพซอนและไวรัสเชื่อมโยงกันอย่างแนบแน่น " เบอร์กากล่าว อย่างไรก็ตาม capsid และ DNA polymerase ไม่เพียงพอที่จะทำให้ transposon กระโดดจากจีโนมของโฮสต์และแพร่เชื้อไปยังเซลล์ของโฮสต์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ตอนนี้ นักวิจัยของ IMBA พบลิงก์ที่ขาดหายไป นั่นคือMavericksในจีโนมของเวิร์มได้รับสิ่งที่เรียกว่าโปรตีนฟิวโซเจน ซึ่งเป็นโปรตีนจากเมมเบรนที่เป็นสื่อกลางในการหลอมรวมของเมมเบรนระหว่างเซลล์ต่างๆ จากการได้รับฟิวโซเจน ผู้เขียนตั้งสมมติฐานว่าเวิร์ม Mavericks สามารถสร้างอนุภาคคล้ายไวรัสที่สามารถหลอมรวมเข้ากับเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นและแพร่เชื้อได้ "จากความรู้ของเรา ไม่เคยมีรายงานฟิวโซเจนใน Mavericks มาก่อน ดังนั้น เราคิดว่าเวิร์ม Mavericks อาจได้รับลำดับของพวกมันจากไวรัส" Widen กล่าว Burga กล่าวว่า "Transposons และ ไวรัส เปรียบเสมือนหม้อหลอมละลายของธรรมชาติ แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของ HGT ในเวิร์ม ในการศึกษาครั้งนี้ ทีม IMBA นำโดย Alejandro Burga และผู้ร่วมเขียน Sonya Widen และ Israel Campo Bes อดีตนักศึกษาปริญญาโทในห้องทดลอง Burga ได้พบกับ HGT "โดยบังเอิญ" ตามที่ Widen กล่าว ในความเป็นจริง ทีมงานกำลังศึกษาต้นกำเนิดวิวัฒนาการขององค์ประกอบที่เห็นแก่ตัวในไส้เดือนฝอย Caenorhabditis briggsae เมื่อทำงานนักสืบ พวกเขาสามารถติดตามลำดับของยีนที่เห็นแก่ตัวนี้กลับไปยังไส้เดือนฝอยอีกชนิดหนึ่งคือ C. plicata ซึ่งมีสำเนาที่เหมือนกันเกือบทั้งหมด การค้นพบนี้น่าประหลาดใจเพราะ C. briggsae และ C. plicata เป็นสองสปีชีส์ที่แยกสืบพันธุ์ได้ Campo Bes กล่าวว่า "จีโนมของพวกมันแตกต่างกันพอๆ กับของมนุษย์และปลา แต่พวกมันทั้งสองมียีนที่เหมือนกันเกือบทุกประการ ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงคุณลักษณะของเหตุการณ์ HGT ที่เพิ่งมีวิวัฒนาการล่าสุด" Campo Bes กล่าว "โดยดูที่จีโนมของ C. plicata เราพบว่าลำดับบรรพบุรุษที่ก่อให้เกิดยีนเห็นแก่ตัวใน C. briggsae ถูกฝังอยู่ในผู้ไม่ฝักใฝ่ฝ่ายใดใน C. plicata ข้อเท็จจริงที่ว่ายีนที่เพิ่งแนะนำนี้ต่อมาได้พัฒนาเป็นยีนที่เห็นแก่ตัวชนิดใหม่ใน C. briggsae แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของ HGT ต่อวิวัฒนาการของจีโนม" Widen อธิบาย จากนั้นทีม IMBA ได้แสดงให้เห็นว่า Mavericks มีหน้าที่รับผิดชอบในเหตุการณ์การถ่ายโอน HGT อิสระหลายสิบรายการ ระหว่างหนอนชนิดต่างสกุลและพบได้ทั่วโลก ความเกี่ยวข้องด้านการเกษตรและการแพทย์ นักวิทยาศาสตร์ของ IMBA ให้เหตุผลว่าการรวมตัวกันระหว่างทรานสโพซันและไวรัสเป็นปัจจัยสำคัญในการไกล่เกลี่ย HGT ในขณะที่ยังคงพบว่ามันยากที่จะเชื่อในความสำเร็จของพวกเขา พวกเขารับรู้ถึงผลกระทบที่การค้นพบของพวกเขาอาจมีต่อการไขปริศนาของ HGT "ฉันมั่นใจว่าเรากำลังดูกรณีของ HGT เมื่อเราเห็นผลลัพธ์เหล่านี้ครั้งแรกในห้องปฏิบัติการ แต่ฉันก็แน่ใจว่าเราจะไม่มีทางรู้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร กระนั้น ดวงดาวก็สอดคล้องกัน" Burga กล่าว คาดการณ์ว่า Mavericks และองค์ประกอบที่คล้ายไวรัสที่คล้ายคลึงกันสามารถไกล่เกลี่ย HGT ในสัตว์มีกระดูกสันหลังและยูคาริโอตอื่นๆ สุดท้ายนี้ ทีมงานเล็งเห็นความเป็นไปได้ในการใช้งานทั้งในห้องแล็บและเป็นมาตรการควบคุมสัตว์รบกวนกับหนอนปรสิต: "หาก HGT ที่ใช้ Maverick-mediated สามารถใช้ได้ในวงกว้างกับไส้เดือนฝอยทุกชนิด มันมีศักยภาพที่จะกลายเป็นทรัพยากรอันล้ำค่า นอกเหนือจากการใช้งานในห้องปฏิบัติการและการวิจัยที่เข้มงวด เช่น การดัดแปลงพันธุกรรมของไส้เดือนฝอยที่ไม่ใช่แบบจำลองแล้ว ทรัพยากรดังกล่าวอาจช่วยให้เราสามารถดัดแปลงพันธุกรรมสายพันธุ์ไส้เดือนฝอยปรสิตที่อาจเกี่ยวข้องกับการเกษตรหรือการแพทย์ได้ในอนาคต" Burga สรุป