Гигантские внехромосомные элементы обнаружены в метан-метаболизирующих археях

Исследователи из Калифорнийского университета, Университета штата Колорадо и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли обнаружили новый тип внехромосомных элементов (ECE) внутри метан-метаболизирующей археи. Статья с результатами доступна на сервере препринтов bioRxiv.

Внехромосомные элементы — это ДНК, существующая вне хромосом. К ним относятся вирусы и плазмиды, которые обычно дают преимущество хозяину. В новом исследовании учёные искали ECE, которые могли бы помочь в разложении метана в почве — одном из способов снижения выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве.

В ходе работы они обнаружили ранее неизвестный ECE. Его самой заметной уникальной чертой стал размер: образцы содержали от 600 000 до 1 миллиона пар оснований. Они были настолько велики, что составляли почти треть длины ДНК их хозяина — археи Methanoperedens. Исследователи также нашли множество разновидностей этого элемента, названных по цветам, например, «лиловый» или «оливковый». На сегодня обнаружено 23 варианта.

Учёные выявили у элемента уникальные пары оснований на концах цепей и сайты для репликации. Они также обнаружили фрагменты генома хозяина в цепях ECE. Поиск в базах данных показал соответствия с другой ДНК из почвы. Исследователи предполагают, что ECE захватывает фрагменты ДНК от других организмов, с которыми сталкивается, что заставило их назвать его «Борг» — по аналогии с киборгами из «Звёздного пути».

Сбор фрагментов ДНК требует усилий, что указывает на наличие цели. Учёные предполагают, что «Борг» ищет и использует ДНК, помогающую ему окислять метан. Их большой размер также позволяет предположить, что они могли когда-то существовать как плазмиды или вирусы.