Борги на Земле: загадочная ДНК, обнаруженная в пробах почвы, объединяет в себе гены разных организмов

Эти элементы были названы «боргами», в честь расы инопланетного коллективного разума из «Звездного пути». В кино борги усваивали и использовали знания и технологии других видов. Документ с описанием нового вида ДНК уже загружен на сервер препринтов bioRxiv и в настоящее время ожидает экспертной оценки.

Обнаруженные  ДНК принадлежат к классу структур, называемых внехромосомными элементами (ВХЭ) — так обозначают молекулы ДНК, которые можно найти за пределами хромосом, содержащих большую часть генетического материала. Примером может служить ДНК вирусов. Но борги намного больше.

Большинство микробов имеют одну или две хромосомы, кодирующие их основной генетический материал. Но они также могут содержать и совместно использовать множество различных ВХЭ, несущих дополнительные полезные гены, например, устойчивости к антибиотикам.

Но борги не похожие ни на одну из ВХЭ, которые встречались ранее. Прежде всего из-за огромного размера, от 600 000 до 1 млн пар оснований ДНК в длину. Помимо поразительного размера, борги линейные, а не кольцевые, как многие ВХЭ; они имеют зеркальные повторяющиеся последовательности на каждом конце нити; и у них много других повторяющихся последовательностей как внутри, так и между предполагаемыми генами. Такие различные по структуре повторы, называемые CRISPR, представляют собой фрагменты генетического кода вирусов, которые микробы включают в собственную ДНК, чтобы «запомнить» патогены и защититься от них в будущем.

Секвенирование ДНК показало, что борги имеют общие черты с родом архей метанопереденов (Methanoperedens). Археи — это одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также мембранных органелл: раньше их называли архебактериями  и объединяли в одну группу с бактериями. Возможно, когда-то борги были целыми микробами, но затем были ассимилированы некими бактериями — таким же путем эукариотические клетки получили митохондрии. Некогда  митохондрии были бактериями, но затем их поглотили и ассимилировали другие клетки, и теперь митохондрии вечно производят энергию для своих хозяев.

Метанопередены окисляют метан. Ученые предположили, что борги могут быть вовлечены в этот процесс, делая его более эффективным. А значит, с помощью боргов можно быстро окислять метан. Окисление метана снижает его содержание в атмосфере, а мы знаем, что метан является мощным парниковым газом. Значит, Борги могут найти применение в борьбе с изменением климата. Стимулирование роста содержащих их микробов могло бы, возможно, сократить выбросы метана, производимые обитающими в почве археями, которые ежегодно составляют около одной гигатонны в масштабе Земли.

Новый канадский спутник Iris будет отслеживать выбросы метана (CH4) – одного из ключевых газов, которые отчевают за  изменение климата, вызванное деятельностью человека.

По материалам Science Alert

Читайте также:

Выращивание ламинарий позволит бороться с выбросами метана и CO2

Из вечной мерзлоты под Северным Ледовитым океаном в атмосферу поступает метан