• Tuesday June 18,2019

Gonorrhea telah mengambil DNA manusia (dan itu hanya permulaan)

Anonim

Jutaan orang mengambil gonorrhea setiap tahun, tetapi bakteria yang menyebabkan penyakit itu ( Neisseria gonorrheae ) telah mengambil sesuatu sebagai balasannya. Mereka membawa sedikit DNA manusia dalam genom mereka. Nampaknya mikroba di belakang tepukan itu adalah sebahagian manusia.

Sisi manusia N.gonorrheae adalah urutan 'LINE-1 (L1) - sekeping DNA ringkas yang boleh menyalin dan menampal dirinya ke dalam lokasi baru dalam genom manusia. Ia tidak mempunyai fungsi jelas melampau membuat lebih banyak salinan sendiri, tetapi ia sangat baik pada itu. Terdapat kira-kira setengah juta urutan L1 dalam genom manusia dan bersama-sama, mereka membentuk seperlima DNA kita. Dan satu daripada urutan ini berjaya melompat ke N.onon.

Mark Anderson dan Steven Seifert dari Northwestern University menemui DNA yang tidak di tempatkan kerana genom penuh 14 strain N.gonorrheae telah siap dan tersedia secara terbuka. Dalam pangkalan data ini, mereka mendapati fragmen DNA kecil yang hampir hampir sempurna dengan L1 manusia. Selepas menyusun lebih banyak lagi jenis bakteria, Anderson dan Seifert mendapati L1 penyangak di sekitar satu dalam sembilan daripada mereka, dan tidak ada saudara bakterinya yang rapat.

N. gonorrheae boleh menyerang sel-sel tuan rumahnya, tetapi ia tidak boleh memasuki nukleus di mana kebanyakan DNA disimpan. Jadi bagaimana ia berjaya menyeludup masuk ke dalam L1? Anderson dan Seifert berfikir bahawa peristiwa yang berlaku berlaku apabila sel yang dijangkiti mati dan pecah, mendedahkan DNAnya sendiri kepada bakteria yang hidup di dalamnya. Walaupun begitu, tiada laluan mudah ke genom N. gonorrheae . L1 boleh melompat di sekitar genom tetapi hanya jika ia mempunyai tapak pendaratan yang betul. Genom bakteria tidak menyediakan apa-apa. Bagaimana ia ditekan, tetapi Anderson dan Seifert membuat spekulasi bahawa bakterium itu boleh memotong serpihan yang mengandungi L1 menjadi sebahagian pecah genomnya sendiri.

Rangkaian kejadian rumit ini dapat menjelaskan mengapa pemindahan DNA dari manusia ke bakteria sangat jarang berlaku (sesungguhnya, ini adalah contoh pertama swap tersebut). Pertukaran genetik lain adalah lebih biasa. Bakteria boleh menukar gen sebagai mudah apabila manusia bertukar pendapat dan genom sendiri N.Gonorrheae adalah sejenis gen yang berlainan daripada beberapa spesies. Ini "pemindahan gen mendatar" adalah cara terbaik untuk menyuntik bahan api roket ke dalam evolusi. Dengan gen perdagangan, bakteria dapat memperoleh kuasa baru dalam satu batas, termasuk kebolehan serangan dan pertahanan.

Swap ini begitu meluas sehingga keenam genom Escherichia coli - bakteria usus yang sama - terdiri daripada gen yang dipinjam. Pada masa-masa yang jarang berlaku, bakteria juga memperdagangkan DNA dengan tuan rumah mereka. Dalam satu kes yang terkenal, satu spesies yang dipanggil Wolbachia berjaya memasukkan keseluruhan genomnya ke dalam buah yang terbang ia menginfeksi. Ia masih ada hingga ke hari ini, mewujudkan gabungan genetik terbang dan mikroba. Pemindahan ke arah yang bertentangan, dari tuan kepada bakterium, jarang berlaku.

Ia tidak jelas jika pinjaman manusia N.Gonorrheae sebenarnya melakukan apa-apa, tetapi sudah tentu tidak banyak berubah sejak pertama kali melompat ke dalam bakterinya. Semua L1 dalam semua strain yang berbeza sangat serupa, dan masih di tempat yang sama. Sesetengah tekanan evolusi dapat menghentikan serpihan dari berubah, menyiratkan penggunaan yang mungkin. Tetapi ia tidak jelas apa yang mungkin berlaku - selepas semua, Anderson dan Seifert tidak dapat mencari sebarang perbezaan antara keturunan yang mempunyai L1 manusia dan yang tidak. Secara alternatif, urutan L1 mungkin melangkaui baru-baru ini dan tidak mempunyai masa untuk berubah. Ini dapat menjelaskan mengapa hanya sembilan bakteria memilikinya.

Terdapat satu lagi kemungkinan yang jelas: DNA manusia mungkin berasal dari manusia. Sebagai ahli genetik menangani sampel mereka, bit kulit atau rambut boleh jatuh, menambah DNA manusia ke sampel sebaliknya asli. Ini masalah besar. Dalam kajian yang berbeza, Mark Longo dari University of Connecticut mendapati urutan manusia di lebih daripada 450 genom lain, dari bakteria hingga gandum ke zebrafish.

Longo mendapati urutan ini secara tidak sengaja. Dia pada asalnya mencari genom zebrafish untuk sisa-sisa virus kuno yang membenam diri mereka dalam genom nenek moyang kita. Fosil genetik ini terdapat dalam pelbagai haiwan yang berlainan dan mereka mempunyai kesamaan yang mencerminkan sejarah bersama mereka. Tetapi Longo mendapati sesuatu yang berbeza - kepingan pendek DNA yang dipanggil unsur Alu yang unik untuk manusia dan primata lain. Urutan ini tidak begitu serupa. Mereka betul-betul dipadankan dengan rakan-rakan mereka dan mereka tidak mungkin wujud dalam zebrafish. Mereka jelas pencemaran.

Seperti L1, Alu boleh bergerak di sekitar genom. Tetapi Longo menolak kemungkinan bahawa DNA mudah alih ini telah melompat dari manusia ke spesies lain, sama seperti L1 telah menjadi gonorea. Dia mencari, dan mendapati, DNA yang membentangkan Alu dalam genom manusia dan yang tidak dapat dilalui dari tempat ke tempat. Urutan ini tidak menggabungkan dirinya ke dalam genom berbeza. Mereka seperti kepingan sesat dari teka-teki jigsaw yang telah berakhir di dalam kotak yang salah. Sekurang-kurangnya seperlima genom yang diterbitkan mengandungi kepingan-kepingan ini.

Ini boleh menyebabkan masalah kepada saintis yang mempelajari evolusi haiwan. Tetapi cabaran dan kepentingannya lebih tinggi apabila DNA manusia mencemarkan sampel manusia . Ini mungkin kelihatan aneh, tetapi pertimbangkan bahawa kita akan sampai ke titik apabila individu individu boleh mempunyai genom mereka yang disusun secara murah. Doktor boleh membuat keputusan perubatan berdasarkan keputusan ini dan mereka boleh melakukannya dengan salah jika gen seseorang itu mencemari orang lain.

Sementara itu, Jonathan Eisen, yang mengkaji genom mikroba, mengatakan bahawa masalah pencemaran juga mengganggu saintis yang mempelajari spesies yang boleh menukar gen gen. "Di satu pihak, kontaminasi mungkin menyumbang kepada kesilapan tuntutan pemindahan gen sisi pada masa lalu, " katanya. "Bagaimanapun, penapisan semua DNA" pelik "akan menyebabkan seseorang kehilangan ketinggalan sebenar LGT. Akhirnya ini akan menjadi sangat sukar untuk dihalang sepenuhnya. "

Tetapi ada pasti langkah yang boleh diambil saintis. Dalam kajian Longo, ia mengatakan bahawa hanya genom virus flu, yang ditangani dengan penjagaan yang melampau, bebas dari pencemaran. Longo memeriksa 172 genom flu dan tidak dapat mencari satu jejak Alu.

Rachel O 'Neill, yang mengetuai kajian Longo, mengatakan bahawa saintis boleh mengurangkan kemungkinan pencemaran dengan mengendalikan sampel dengan penjagaan "peringkat forensik" yang paling besar. Mereka juga boleh menjalankan ujian bebas di makmal yang berbeza untuk memeriksa kesimpulan mereka. Eisen menambah bahawa cara yang ideal untuk menghilangkan urutan yang sesat adalah dengan benar menyelesaikan urutan genom (banyak genom "penuh" sebenarnya adalah draf tambalan) dan untuk menyemak dan memeriksa semua.

Pada akhirnya, ini adalah untuk memberi amaran kepada masyarakat saintifik untuk skala masalah dan menggalakkan orang ramai memberi tumpuan kepada kawalan kualiti dan pengesahan, serta kelajuan teknologi. O 'Neill berkata, "Perkara yang paling penting adalah untuk menyedari kemungkinan." Eisen bersetuju, memetik pentingnya "mendidik semua orang tentang masalah yang mungkin supaya kita tidak dapat melihat 1000 kertas pada pemindahan lateral aneh untuk seterusnya beberapa tahun."

Jadi bolehkah DNA manusia dalam gonorrhea hanya menjadi salah satu bahan pencemar ini? Ia tidak mungkin. Anderson dan Seifert kembali ke strain asal yang mana genomnya disusun dan dianalisis semula. Mereka mendapat hasil yang sama, dan hakikat bahawa L1 yang sesat muncul pada kedudukan yang sama dalam tiga jenis strain yang disegel. Ini seolah-olah menjadi salah satu daripada "pemindahan sisi aneh" yang sebenarnya asli.

Rujukan: Anderson, M., & Seifert, H. (2011). Peluang dan Cara: Pemindahan Gegaran Horisontal dari Hos manusia ke Patogen bakteria mBio, 2 (1) DOI: 10.1128 / mBio.00005-11

Longo, M., O 'Neill, M., & O ' Neill, R. (2011). Pencemaran DNA Abadi Manusia yang dikenal pasti dalam pangkalan data genom bukan Primer PLoS ONE, 6 (2) DOI: 10.1371 / journal.pone.0016410

Lebih banyak pada pemindahan gen mendatar:

  • Gen dari parasit Chagas boleh dipindahkan ke manusia dan diserahkan kepada anak-anak
  • Keseluruhan genom bakteria yang ditemui di dalamnya adalah lalat buah
  • Melompat gen menggerakkan otak orang dengan sindrom Rett
  • 'Friendly ' gen lebih cenderung untuk diluluskan


Artikel Yang Menarik

 "Inbred " anjing laut gajah?

"Inbred " anjing laut gajah?

Seperti yang telah saya posting tentang penduduk yang berkesan dan pembiakan, saya fikir jawatan ini akan sesuai. Mulakan semula Membaca sedikit tentang kesambilan persengketaan dan kesesakan penduduk yang saya sampaikan pada contoh ekstrem dari meterai gajah utara. Pada akhir abad ke-19 penduduknya dikurangkan kepada kira-kira 20 individu (tidak dapat ditemui dan diasingkan di pulau Mexico)

Kerja Blogger Hari Terkenal Dunia?  Penyelidik Saintis.

Kerja Blogger Hari Terkenal Dunia? Penyelidik Saintis.

Belle de Jour, penulis terbaik yang menulis buku mengenai kehidupannya sebagai gadis panggil, mendedahkan identiti sebenarnya pada hujung minggu. Namanya Brooke Magnanti. Dr. Brooke Magnanti menjadi tepat. Ia ternyata dia seorang penyelidik kanser yang mula mengubah tipuan ketika di sekolah menengah

Dipandu, Bersedia Pergi

Dipandu, Bersedia Pergi

Setiap empat tahun kita mempunyai Sukan Olimpik, dan kita mempunyai Pilihan Raya Presiden AS. Dan saya fikir kita semua boleh bersetuju dengan satu perkara: mereka berdua membuat TV yang hebat. Oleh itu, selepas anda di AS telah keluar dan mengundi, kemudian meletus sepanjang hari bekerja, kita boleh menetap untuk melihat apa yang berlaku

Apakah Masalah Mental?

Apakah Masalah Mental?

"Kebimbangan mental" adalah istilah yang baru-baru ini menjadi popular di Britain. Ia paling kerap digunakan sebagai pengganti untuk "penyakit mental". Saya agak hairan dengan ini. Dalam jawatan ini, saya menganalisis frasa ini. Perkara pertama yang melangkaui "kesusahan mental" adalah bahawa perkataan "mental" kelihatan berlebihan

Apa yang Berlaku Apabila Galaxy memakan jirannya?

Apa yang Berlaku Apabila Galaxy memakan jirannya?

Kredit & Hak Cipta: R Jay Gabany Sisa terakhir galaksi kerdil mengelilingi galaksi spiral yang merobohkannya. Dua sungai bintang-dan mungkin perkara gelap-adalah semua yang kekal sebagai kerdil massa rendah selepas ia dibongkar oleh graviti lingkaran yang lebih besar, NGC 5907. Para ahli astronomi telah menyatakan bahawa aliran bintang-bintang seperti ini agak biasa di luar kawasan galaksi lingkaran, fenomena yang telah diperhatikan di pinggir Bima Sakti serta sekitar galaksi Andromeda yang berhampiran