Вирусите, които заразяват бактериите – наречени бактериофаги – и тяхната плячка са във война от векове, като всяка страна развива все по-дяволски тактики за заразяване или унищожаване. В крайна сметка някои бактериофаги издигат тази в надпревара оръжие на ново ниво, като променят начина, по който кодират своята ДНК.
Поне биолозите смятат, че така се е случило. Ново изследване, публикувано в три отделни статии, показва, че има цяла армия бактериофаги с нестандартна ДНК, която изследователите наричат Z-геном.
„Геномната ДНК се състои от четири стандартни нуклеотида … Тези нуклеобази образуват генетичната азбука ATCG, която е запазена във всички области на живота“, пишат биолозите Майкъл Гром и Фарън Айзъкс в скорошно издание на Science, придружаващо новото изследване за генетиката на бактериофагите.
„Въпреки това през 1977 г. е открит ДНК вируса цианофаг S-2L, при който всички нуклеотиди „А“, са заместени с 2-аминоаденин (Z) в целия му геном, образувайки генетичната азбука ZTCG.“
Причината за тази промяна се оказва самозащита. В рамките на свързващите „стъпала“ на двойна спирала на ДНК, основата „Z“ образува тройна връзка с противоположната база „Т“, с една повече от двете връзки на редовната връзка А:Т. Въпреки че учените са очаровани, не са открити други бактериофаги с Z-генома и с трудността да се култивира S-2L в лаборатория, Z-геномът е оставен настрана.
Сега изследванията, документирани в три отделни проучвания на изследователи от Франция и Китай, показват, че това не е единичен случай, като същевременно характеризират как работи Z-геномът и как е сглобен.
„Учените отдавна мечтаят да увеличат разнообразието на основите. Нашата работа показва, че природата вече е измислила начин да направи това“, пише в своя доклад един от екипите, ръководен от първия автор Ян Джоу от университета в Тиендзин.
Екипът на Джоу, заедно с друга група, ръководена от микробиолога на Института Pasteur, Дона Слейман, откриват двата основни протеина, които те наричат PurZ и PurB, които съставят основата „Z“.
Трета група, ръководена от биолога от Университета Paris-Saclay, Валери Пезо, потвърждава тези констатации и анализира ензим – наречен DpoZ – който е отговорен за сглобяването на целия Z-геном заедно.
И тримата са търсили в базата данни с генетични последователности за последователностите, свързани с тези протеини и ензими, и са открили голямо разнообразие от бактериофаги с подобни гени.
„Авторите са свършили удивително всеобхватна работа, за да докажат, че това не е един луд вирус, а има цяла група бактериофаги, които имат такъв генетичен материал“, казва Джеф Боке, молекулярен биолог от Нюйоркския университет, който участва в работата.
Все още има много въпроси без отговор относно Z-генома.
Например, съвместим ли е Z-генома с обикновен клетъчен механизъм като нашия? И би ли могъл да се използва по същия начин, по който започва да се използва изкуствената ДНК?
„Основата Z е идентифицирана във въглероден метеорит и е предложена като нуклеобаза, която би могла да бъде част от отговора за произхода на живота“, пише екипът, ръководен от Джоу в своя доклад.
„Като се има предвид, че базата Z е открита в метеорит, нашата работа може да предизвика интерес към интердисциплинарни изследвания за произхода на живота и астробиологията.“
Източник: The Scientist
