Eine Gruppe von Forschern der University of California hat eine neue Art extrachromosomaler Elemente (ECE, extrachromosomales Element) entdeckt, die in einzelligen Mikroorganismen leben - Archaeen, die Methan verstoffwechseln. Ein Dokument, das ihre Ergebnisse beschreibt, ist auf dem bioRxiv-Preprint-Server verfügbar.
Extrachromosomale Elemente sind DNA-Typen, die außerhalb der Chromosomen existieren. Sie umfassen Viren und Plasmide und verleihen dem Wirt normalerweise einige Vorteile. Bei Viren helfen ECEs tendenziell, bakteriellen Angriffen entgegenzuwirken. In dieser neuen Studie suchten die Forscher nach ECE, die beim Abbau von Methan im Boden nützlich sein könnten, was ein Mittel zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen aus landwirtschaftlichen Betrieben ist.
Ihre Aufgabe war es, den Boden auszugraben und Proben der darin lebenden Organismen zu entnehmen. Auf der Suche nach Proben stießen sie auf eine ECE, die sie zuvor noch nicht gesehen hatten. Das bemerkenswerteste Alleinstellungsmerkmal der ECE war ihre Größe; die Proben hatten 600.000 bis 1 Million Basenpaare.
Die extrachromosomalen Elemente waren so groß, dass sie fast ein Drittel der DNA-Länge ihres Wirts ausmachten, einem Archaeen namens Methanoperedense. Außerdem entdeckten die Forscher mehrere ECE-Sorten, die sie nach Blüten wie „Flieder“ oder „Olive“ benannten. Bisher wurden 23 Varianten gefunden.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass ECE an beiden Enden der Ketten unterschiedliche Basenpaare sowie Replikationsstellen aufwies. Außerdem fanden sie Fragmente des Wirtsgenoms in den ECE-Ketten. Das Team durchsuchte dann die Datenbank, verglich die neue ECE mit anderen DNAs und fand mehrere Übereinstimmungen.
Die Forscher spekulieren, dass extrachromosomale Elemente DNA-Fragmente von anderen Organismen, denen sie begegnen, erhalten, was sie dazu veranlasst, ihn Borg zu nennen, nach den Cyborgs aus Star Trek.
Die Forscher stellten fest, dass das Sammeln von DNA-Stücken von anderen Organismen einen gewissen Aufwand erfordert, was auf einen bestimmten Zweck hindeutet. Sie spekulieren, dass die Borges nach DNA suchen und sie verwenden, um Methan zu oxidieren. Sie denken auch, dass ihre Größe darauf hindeutet, dass sie einst als Plasmide oder Viren existierten.
Die Arbeit wurde auf dem bioRxiv Preprint-Server veröffentlicht.
2021-07-27 05:06:44
Autor: Vitalii Babkin