Вирусите, които заразяват бактериите – подходящо наречени бактериофаги – и тяхната плячка са във война от векове, като всяка страна развива и усъвършенства дяволски тактики за заразяване или унищожаване. В крайна сметка някои бактериофаги издигат тази надпревара във въоръжаването на ново ниво, като променят начина, по който кодират своята ДНК.
Поне така смятат авторите на ново изследване, публикувано в три отделни статии, което показва, че има цяла армия бактериофаги с нестандартна ДНК, която изследователите наричат Z-геном.
„Геномната ДНК е съставена от четири стандартни нуклеотида … Тези нуклеобази образуват генетичната азбука ATCG, която е запазена във всички области на живота“, пишат биолозите Майкъл Гроум и Фарън Айзъкс в скорошен брой на Science, придружаващо новото изследване на генетиката на бактериофагите.
„Въпреки това през 1977 г. ДНК вирусът цианофаг S-2L е открит с всички случаи на“ А „, заместен с 2-аминоаденин (Z) в целия му геном, образувайки генетичната азбука ZTCG.“
Причината се оказва самозащита. В рамките на свързващите „стъпала“ на двойна спирала на ДНК, основата „Z“ образува тройна връзка към противоположната база „Т“, една повече от двете връзки на редовната връзка A: T. Това прави вирусния геном по-твърд и по-труден за бактериите, за да се раздават с химикали, наречени нуклеази.
Въпреки че учените бяха очаровани, не бяха открити други бактериофаги с Z-генома и с трудността да се култивира S-2L в лаборатория, Z-геномът беше оставен настрана, просто като любопитен.
Сега изследванията, документирани в три отделни проучвания от изследователи от Франция и Китай, показват, че това не е еднократно, като същевременно характеризира 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 Ян Джоу от университета в Тиендзин.
Екипът на Джоу, заедно с друга група, ръководена от микробиолога на Института Пастьор Дона Слейман, откриват два основни протеина, които те наричат PurZ и PurB; те съставят основата „Z“.
Трета група, водена от синтетичния биолог от Université Paris-Saclay, Валери Пецо, потвърди 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 техните протеини и ензими, и са открили голямо разнообразие от бактериофаги с подобни гени.
„[Авторите] са свършили удивително всеобхватна работа, за да покажат, че това не е един луд изход, но има цяла група бактериофаги, които имат такъв генетичен материал“, казва Джеф Боке, молекулярен биолог от Нюйоркския университет, който не участва в работата. Все още има много въпроси относно Z-генома.
Например, съвместим ли е Z-геном с обикновени клетъчни машини като нашата? И би ли могло да се използва по същия начин, по който започва да бъде използвана изкуствената ДНК?
„Основата Z е недвусмислено идентифицирана във въглероден метеорит и е предложена като нуклеобаза, която би могла да бъде основа 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.“
