Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Popular

Bagaimana virus raksasa memicu evolusi alga – ScienceDaily


Virus adalah penyerang kecil yang menyebabkan berbagai macam penyakit, mulai dari rabies hingga virus layu berbintik tomat dan, yang terbaru, COVID-19 pada manusia. Tetapi virus dapat melakukan lebih dari sekadar menimbulkan penyakit – dan tidak semua virus berukuran kecil.

Virus besar, terutama yang ada dalam keluarga virus DNA nukleo-sitoplasma besar, dapat mengintegrasikan genomnya ke inang – secara dramatis mengubah susunan genetik organisme tersebut. Keluarga virus DNA ini, atau dikenal sebagai virus “raksasa”, telah dikenal dalam lingkungan ilmiah selama beberapa waktu, tetapi sejauh mana virus tersebut memengaruhi organisme eukariotik telah diselimuti misteri – hingga sekarang.

“Virus memainkan peran sentral dalam evolusi kehidupan di Bumi. Salah satu cara mereka membentuk evolusi kehidupan seluler adalah melalui proses yang disebut endogenisasi, di mana mereka memperkenalkan materi genom baru ke dalam inang mereka. Ketika virus raksasa endogen ke dalam genom ganggang inang, ia menciptakan sejumlah besar bahan mentah untuk digunakan evolusi, “kata Frank Aylward, asisten profesor di Departemen Ilmu Biologi di Virginia Tech College of Science dan afiliasi dari Pusat Perubahan Global yang bertempat di Institut Ilmu Hayati Fralin.

Mohammad ‘Monir’ Moniruzzaman, seorang peneliti postdoctoral di lab Aylward, mempelajari elemen virus endogen, yang merupakan fragmen atau seluruh rangkaian DNA virus mentah yang telah dimasukkan ke dalam genom inang yang terinfeksi.

Bersama-sama, Aylward dan Moniruzzaman baru-baru ini menemukan bahwa unsur virus endogen yang berasal dari virus raksasa jauh lebih umum pada ganggang hijau klorofit daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Temuan mereka baru-baru ini dipublikasikan di Alam.

Klorofit, sekelompok ganggang hijau, adalah kelompok penting organisme fotosintetik yang berada di dasar rantai makanan di banyak ekosistem dan menghasilkan makanan dan oksigen dalam jumlah besar di seluruh planet. Klorofit berkembang biak di danau dan kolam kita – dan dinamika mereka dengan virus raksasa serta sejarah evolusinya yang unik, merupakan inti penelitian Aylward dan Moniruzzaman.

Alga klorofit adalah kerabat dekat tumbuhan darat, dan mempelajari interaksinya dengan virus raksasa dapat menjelaskan peran yang dimainkan virus selama evolusi awal tumbuhan.

“Kami sekarang tahu bahwa unsur virus endogen umum ditemukan di klorofit, yang membuat Anda berpikir bahwa tanaman mungkin juga berinteraksi dengan virus raksasa ini. Ada beberapa data yang menunjukkan bahwa beberapa tanaman awal, seperti lumut dan pakis, mengalami peristiwa endogenisasi selama periode tersebut. garis waktu evolusi. Tapi kami tidak begitu yakin tentang sejauh mana fenomena ini pada tumbuhan awal lainnya, “kata Moniruzzaman, penulis pertama pada makalah yang diterbitkan ini.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang prevalensi elemen virus endogen dalam alga, Moniruzzaman dan Aylward melakukan analisis bioinformatis pada genom sekuens dari kelompok alga yang berbeda.

Mereka menemukan bahwa 24 dari 65 genom yang dianalisis memiliki beberapa jenis tanda tangan virus dalam genom mereka, yang berasal dari endogenisasi berulang dari virus yang berbeda. Dalam satu organisme alga, Tetrabaena socialis, para peneliti menemukan bahwa sekitar 10 persen gennya berasal dari virus dalam keluarga virus DNA besar nukleo-sitoplasma.

Meskipun endogenisasi virus telah dipelajari dengan baik, penelitian sebagian besar terbatas pada virus RNA kecil, seperti human immunodeficiency virus (HIV), retrovirus yang bertanggung jawab untuk menyebabkan sindrom imunodefisiensi didapat (AIDS).

Studi Aylward dan Moniruzzaman adalah salah satu yang pertama menyoroti virus DNA eukariotik besar, yang menandai perubahan besar di bidang ini.

Gambar mikrograf elektron dari AaV, virus raksasa yang menginfeksi dan membunuh alga uniseluler yang menyebabkan pertumbuhan alga berbahaya. Virus raksasa yang termasuk dalam kelompok yang sama dengan AaV seringkali dapat memasukkan genomnya ke dalam genom inangnya. Gambar milik Chuan Xiao dan Yuejiao Xian, Universitas Texas di El Paso; Steven W. Wilhelm dan Eric R. Gann, Universitas Tennessee, Knoxville.

“Unsur virus endogen yang besar ini jauh lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya. Sekarang kita memiliki analisis sistematis, peneliti lain benar-benar akan mulai memperhatikan. Penelitian ini menunjukkan bahwa unsur virus endogen cukup umum, dan mungkin saja menjadi mekanisme umum evolusi genom. Saya pikir hasil ini akan memperluas pandangan kita tentang peran virus raksasa sebagai agen kematian inang belaka untuk pemain penting dalam evolusi genom inang, “kata Moniruzzaman.

Sekarang Moniruzzaman dan Aylward telah memastikan bahwa endogenisasi terjadi pada virus yang lebih besar, mereka bertanya-tanya kondisi apa yang menyebabkan virus ini menyuntikkan EVE ke ganggang hijau sejak awal – dan mengapa inang tidak menunjukkan tanda-tanda menolaknya.

“Kami tidak tahu apa mekanismenya atau bagaimana DNA dipertahankan, tetapi ada kemungkinan bahwa endogenisasi adalah proses acak, hampir tidak disengaja. Dan begitu DNA virus diendogenisasi, itu dapat mengubah dinamika evolusi inang. , dan hal itu selanjutnya dapat mempengaruhi evolusi garis keturunan itu, “kata Aylward.

Gagasan bahwa ada hubungan yang berpotensi menguntungkan yang dimainkan antara inang dan virusnya menjadi perhatian khusus Moniruzzaman.

“Mungkin ada alasan mengapa inang menyimpan genom virus ini di dalamnya. Ini tidak berarti gen virus ini menyebabkan inang menjadi tidak berhasil atau tidak dapat bertahan hidup di lingkungan. Jadi begitulah: Apakah unsur virus endogenous bermanfaat bagi tuan rumah? Dan bagaimana mereka bisa masuk ke sana dan tinggal di sana? ” tanya Moniruzzaman.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>