Анализируя молекулы ДНК, выделенные из почвы, биологи обнаружили странные фрагменты, непохожие ни на что известное до сих пор. Эти молекулы заметно отличаются от генов бактерий, вирусов или других организмов и даже от плазмид — небольших фрагментов, которыми могут обмениваться бактериальные клетки, передавая друг другу, например, устойчивость к антибиотикам. Ученые назвали их «боргами» — в честь существ из фантастического сериала «Звездный путь», способных к прямому обмену наследственностью друг с другом.
Статья, среди авторов которой фигурирует лауреат Нобелевской премии и одна из создателей технологии CRISPR/Cas9 Дженнифер Дудна (Jennifer Doudna), еще готовится к публикации в рецензируемом издании. Пока она доступна в библиотеке препринтов bioRxiv.
«Боргов» выделили из образцов почвы, собранных в Калифорнии. Их нуклеотидные последовательности оказались непохожи на бактериальные, вирусные или эукариотические. Судя по всему, «борги», как и плазмиды, представляют собой элементы внехромосомной наследственности. Однако они намного крупнее плазмид, которые могут достигать длины максимум в несколько сотен тысяч нуклеотидов, тогда как «борги» — порядка миллиона.
Пока ученые обнаружили 19 «боргов» и полностью секвенировали четыре из них. Среди прочего в этих ДНК нашли гены, характерные для метанотрофных бактерий рода Methanoperedens. Такие микробы способны использовать метан в качестве источника и энергии, и углерода, выводя из атмосферы этот парниковый газ, что делает их предметом особенно пристального внимания ученых.
Максимальная численность «боргов» отмечается в глубоких слоях почвы, для которых характерны анаэробные условия, дефицит кислорода. При этом концентрация «боргов» может в разы превосходить численность местных Methanoperedens. Ученые предполагают, что эти фрагменты ДНК служат одним из инструментов метаболизма бактерий, позволяя им активнее утилизировать метан. Возможно, в будущем это позволит использовать «боргов» для повышения производительности почв и даже борьбы с глобальным потеплением.