Исследование посмотрело на структуры белка у вирусов и по всем суперкоролевствам или областям, жизни: от одноклеточных микробов, известных как бактерии и archaea, эукариотам, группа, которая включает животных, растения, грибы и все другие живые существа.«Это типично, чтобы определить вирусы относительно их хозяев, но эта практика ограничивает наше понимание взаимодействий вирусной клетки», заявили в Университете Иллинойса и Институте СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ КОМСАТ исследователя Информационных технологий Аршена Нэзира, который привел новое исследование с Густаво Каэтано-Анольесом, преподавателем наук урожая и филиалом Института Карла Р. Уоезе Геномной Биологии в U. меня., и Кюнг Мо Ким, старший научный сотрудник из Кореи Полярный Научно-исследовательский институт, в Инчхоне, Южная Корея.«Недавнее исследование показало, что организмы могут сформировать сотрудничество с другими организмами и жить в сообществах. Например, много бактериальных и archaeal разновидностей проживают в и на человеческом теле и составляют человеческую микробиоматерию», сказал Нэзир.
Вирусы, которые заражают archaea и бактерии, например, как известно, не заражают eukarya. Однако они могут все еще взаимодействовать невредными способами с организмами, которые они не заражают, сказали исследователи.«Мы хотели исследовать геномы вирусов и клеточных организмов, чтобы искать возможные следы переноса генов от вирусов к клеткам, вне того, что мы уже знаем о вирусных взаимодействиях с их хозяевами», сказал Нэзир.Команда использовала подход биоинформатики, чтобы проанализировать геномы организмов и вирусов, которые заражают их.
Вместо того, чтобы сосредотачиваться на генетических последовательностях, которые могут измениться по поколениям, команда исследовала функциональные компоненты белков, которые они называют сгибами. Каждый сгиб – и есть больше чем 1 400 из них через все области жизни – имеет уникальную 3D структуру, которая выполняет определенную операцию.
Поскольку сгибы очень важны для функции белка, они остаются стабильными, как раз когда последовательности, которые кодируют для них изменение в результате мутаций или других процессов, исследователи, сказали.«Это делает сгибы белка надежными маркерами эволюционных изменений по обширным периодам времени, специально для вирусов, которые видоизменяются общеизвестно быстро», сказал Нэзир.Исследователи нашли сотни сгибов, которые присутствуют по всем суперкоролевствам жизни и во всех типах вирусов, который предполагает, что они прибыли от древнего предка всех форм жизни, сказал Каэтано-Анольес.
Некоторые сгибы, однако, происходят только в единственном суперкоролевстве и вирусах, которые заражают его, предлагая передачу генетического материала только между той группой вирусов и их хозяевами. Из в общей сложности приблизительно 2 000 суперсемейств сгибов команда нашла тот, который был исключителен к archaea и вирусам, которые заражают archaea, 29 разделенных только бактериями и вирусами, которые заражают их, и 37, которые исключительны эукариотам и их вирусам.Данные также указывают на другой, пока еще неизвестный, механизмы, которые позволяют вирусам обменивать генетический материал с клетками, сказали исследователи.
«Мы обнаружили много генов вирусного признака в клеточных организмах, которые те вирусы, как известно, не заражают», сказал Нэзир. «Это было особенно очевидно для бактериальных вирусов и эукариотических организмов, возможно из-за большего количества способов, которыми бактерии взаимодействуют с eukarya».«В то время как люди склонны думать только о вирусах, которые заражают и убивают их хозяев, мы знали в течение многих десятилетий, что вирус будет иногда вступать в клетку и включать ее генетический материал в клетку, не убивая ее», сказал Каэтано-Анольес.
В случае одноклеточных организмов те гены иногда передаются будущим поколениям, сказал он.ДНК человека, также, содержит остатки вирусов.«Некоторый retroelements и транспозоны, например, как полагают, произошли у древних вирусов», сказал Нэзир. Retroelements – последовательности, скопированные с вирусов РНК в ДНК и вставленные в геномы невирусных организмов.
Транспозоны, также известные как «подскакивающие гены», могут переместиться от одной части генома другому.«Если у Вас есть предприятие, которое было вирусом в какой-то момент и было поглощено в геном, который становится частью молекулярного наследия организма», сказал Каэтано-Анольес.Команда также обнаружила большое подмножество определенных для вируса сгибов белка, которые не присутствовали ни в каких клеточных геномах.«Это предполагает, что вирусы могут создать новые гены и, потенциально, пересадить те гены к клеточным организмам», сказал Нэзир.
Комиссия Высшего образования, Пакистан; американский Национальный научный фонд и Национальные институты продовольствия и сельского хозяйства в Национальных Институтах Здоровья поддержали это исследование.