Величезні віруси, що вбивають бактерії, ховаються в екосистемах по всьому світу від гарячих джерел до прісноводних озер і річок. Тепер група дослідників виявила деякі з цих так званих бактеріофагів, які настільки великі і складні, що, згідно з новими даними, стирають межу між живим і неживим.
Бактеріофаги, або скорочено «фаги», - це віруси, які специфічно заражають бактерії. Фаги та інші віруси не вважаються живими організмами, тому що вони не можуть здійснювати біологічні процеси без допомоги і клітинного апарату іншого організму.
Це не означає, що вони нешкідливі: фаги є основними факторами зміни екосистем, тому що вони полюють на популяції бактерій, змінюють їх метаболізм, поширюють стійкість до антибіотиків і несуть сполуки, що викликають хвороби у тварин і людей.
Щоб дізнатися більше про цих загарбників, дослідники переглянули базу даних ДНК, яку вони створили зі зразків, які зібрали з майже 30 різних середовищ по всьому світу.
З цієї ДНК вчені виявили 351 величезний фаг, у яких геноми були в чотири і більше разів більше, ніж середній геном фагів. Серед них був найбільший зі знайдених на сьогоднішній день фагів з геномом 735 000 пар підстав - парами нуклеотидів, складових сходової структури молекули ДНК, або майже в 15 разів більше, ніж середній фаг. (Геном людини містить близько 3 мільярдів пар підстав.)
Ці фаги є «гібридами між тим, що ми називаємо традиційними вірусами і традиційними живими організмами», такими як бактерії та археї, старший автор дослідження Джилл Банфілд, з Університету Берклі. Згідно із заявою, геном цього величезного фагу набагато більший, ніж геноми багатьох бактерій.
Автори виявили, що багато хто з генів кодується для білків, які нам поки невідомі. Вони виявили, що у фагів є ряд генів, які не типові для вірусів, але типові для бактерій. Деякі з цих генів є частиною системи, яку бактерії використовують для боротьби з вірусами (і пізніше вона була адаптована людьми для редагування генів, метод під назвою CRISPR-Cas9).
Вчені не знають напевно, але вони думають, що як тільки ці фаги вводять свою ДНК в бактерії, власна система CRISPR фагів зміцнює систему CRISPR бактерій. Таким чином, об'єднана система CRISPR може допомогти в боротьбі з іншими фагами (позбутися конкурентів).
Більш того, вони виявили, що деякі з фагів мають гени, які кодують білки, необхідні для функціонування рибосом - клітинний апарат, який переводить генетичний матеріал в білки (білки - це молекули, які виконують інструкції ДНК). Ці білки, як правило, не виявляються у вірусах, але вони містяться в бактеріях і археях.
Згідно з цією заявою, деякі з цих знову виявлених фагів можуть також використовувати рибосоми в своїх бактеріях-господарях, щоб зробити більше копій своїх власних білків.
"Як правило, те, що відділяє життя від не-життя, - це наявність рибосом і здатність виконувати переклад генетичного матеріалу; це одна з основних визначальних особливостей, що розділяють віруси і бактерії, неживе життя і життя ", - кажуть вчені. «У деяких великих фагів є багато цього трансляційного механізму, тому вони дещо розмивають межі».