గుర్తించబడిన బాక్టీరియోఫేజ్‌లకు వ్యతిరేకంగా రక్షణ కోసం మొబైల్ జన్యు మూలకాలు కీలకమైనవి

అటానమస్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మాడ్రిడ్ (UAM) యొక్క ఫ్యాకల్టీ ఆఫ్ మెడిసిన్ పరిశోధకులు బాక్టీరియాలో ఉండే పిపోలిన్‌లు, మొబైల్ జన్యు మూలకాలు, బాక్టీరియోఫేజ్‌లకు వ్యతిరేకంగా అనేక రక్షణ వ్యవస్థలను కలిగి ఉన్నాయని వెల్లడించారు. లో ప్రచురించబడిన అధ్యయనం న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల పరిశోధనబ్యాక్టీరియా జన్యువులలో 11,000 కంటే ఎక్కువ పైపోలిన్‌లను విశ్లేషించి, బ్యాక్టీరియా యొక్క జన్యు పరిణామంలో వాటి కీలక పాత్రను గుర్తించింది. ఫలితాలు కొత్త బాక్టీరియోఫేజ్-ఆధారిత యాంటీమైక్రోబయల్ థెరపీల అభివృద్ధిని ప్రభావితం చేస్తాయి.

బాక్టీరియా ప్రతికూల వాతావరణంలో జీవించడానికి సంక్లిష్ట రక్షణ వ్యవస్థలను అభివృద్ధి చేసింది, ఇక్కడ ప్రధాన ముప్పులలో ఒకటి బ్యాక్టీరియోఫేజెస్, బ్యాక్టీరియాను సోకడం మరియు నాశనం చేసే వైరస్లు. మొబైల్ జెనెటిక్ ఎలిమెంట్స్ (MGEలు) DNA శకలాలు, ఇవి జన్యువుల లోపల లేదా వాటి మధ్య కదులుతాయి, బ్యాక్టీరియా మధ్య రక్షణ వ్యవస్థల బదిలీలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. అదనంగా, ఈ మూలకాలు యాంటీబయాటిక్ నిరోధకత, భారీ లోహాలు లేదా వైరలెన్స్ కారకాలకు సంబంధించిన కీలక జన్యువుల మనుగడ కోసం ప్రచారం చేయడానికి అనుమతిస్తాయి.

MGEల వైవిధ్యంలో, మోడెస్టో రెడ్రెజో రోడ్రిగ్జ్ నేతృత్వంలోని అటానమస్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మాడ్రిడ్ (UAM) యొక్క ఫ్యాకల్టీ ఆఫ్ మెడిసిన్ బృందం 2017లో “పిపోలిన్‌లను” కనుగొంది. ఇవి piPolB అని పిలువబడే DNA పాలిమరేస్‌ను ఎన్‌కోడింగ్ చేయడం ద్వారా ఇతర మొబైల్ జన్యు మూలకాల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి, ఇది ప్రారంభ RNA లేదా టెర్మినల్ ప్రోటీన్ అవసరం లేకుండా DNA ప్రతిరూపణను అనుమతిస్తుంది.

మునుపటి అధ్యయనాలలో, సమూహం ప్రధానంగా DNA సమీకరణ మరియు జీవక్రియకు సంబంధించిన పైపోలిన్‌లు అధిక వేరియబుల్ జన్యు కంటెంట్‌ను కలిగి ఉన్నాయని చూపించాయి. కానీ ఆశ్చర్యకరంగా, వారు ఈ నిర్మాణాలతో అనుబంధించబడిన యాంటీబయాటిక్ రెసిస్టెన్స్ జన్యువులు లేదా వైరలెన్స్ కారకాలను కనుగొనలేదు, వారి జీవసంబంధమైన పాత్ర అనిశ్చితంగా ఉంది, ఎందుకంటే వారు తమ హోస్ట్‌కు ఎలాంటి ఎంపిక ప్రయోజనాన్ని తీసుకురాగలరో తెలియదు.

ఇప్పుడు, FPI-UAM ప్రోగ్రామ్ యొక్క ప్రిడాక్టోరల్ పరిశోధకుడు Víctor Mateo Cáceres నేతృత్వంలోని ఇటీవలి పరిశోధనలో, 1.1 మిలియన్లకు పైగా బ్యాక్టీరియా జన్యువులు విశ్లేషించబడ్డాయి మరియు 11,000 కంటే ఎక్కువ పైపోలిన్‌లు గుర్తించబడ్డాయి, వాటిని మొదటిసారిగా ప్రసిద్ధ వ్యాధికారక జాతులలో కనుగొనబడ్డాయి. సాల్మొనెల్లా ఎంటెరికా, విబ్రియో కలరా మరియు స్టెఫిలోకాకస్ ఆరియస్.

పైపోలిన్లలో రక్షణ విధానాలు

ఈ MGEలలో ఎన్‌కోడ్ చేయబడిన జన్యువుల విశ్లేషణ, ప్లాస్మిడ్‌లు, కంజుగేటివ్ ఇంటిగ్రేటివ్ ఎలిమెంట్స్ లేదా శాటిలైట్ వైరస్‌లు వంటి ఇతర MGEల కంటే సగటున పైపోలిన్‌లు బ్యాక్టీరియోఫేజ్‌లకు వ్యతిరేకంగా ఎక్కువ రక్షణ జన్యువులను కలిగి ఉన్నాయని పరిశోధకులకు వెల్లడించింది.

పిపోలిన్‌లలో ఉన్న రక్షణ యంత్రాంగాలలో, పరిమితి-సవరణ వ్యవస్థలు మరియు హెలికేసులు ప్రత్యేకంగా ఉన్నాయి, అయితే పరిశోధకులు ఇటీవలి సంవత్సరాలలో అనేక రకాలైన వ్యవస్థలను కూడా కనుగొన్నారు.

“దీనికి విరుద్ధంగా, యాంటీబయాటిక్ రెసిస్టెన్స్ జన్యువులు, వైరలెన్స్ కారకాలు లేదా విభిన్న అనుకూల ప్రయోజనాలను అందించే ఇతర జన్యువులు సాపేక్షంగా లేకపోవడాన్ని మేము గమనించాము. MGEలు అలా చేయనందున ఇది ఆశ్చర్యంగా ఉంది. ఒక ప్రయోరి నిర్దిష్ట రకం ప్రయోజనకరమైన జన్యువులను మోసుకెళ్లడంలో నైపుణ్యం కలిగి ఉండాలి. ఏది ఏమైనప్పటికీ, బ్యాక్టీరియాలోకి ప్రవేశించడానికి ప్రయత్నించే వైరస్‌లు లేదా ఇతర MGEలకు వ్యతిరేకంగా బ్యాక్టీరియా రక్షణలో పాల్గొనడం పైపోలిన్‌ల యొక్క సాధ్యమైన జీవ పాత్ర అని ఈ పరిశీలన సూచిస్తుంది” అని రెడ్రెజో రోడ్రిగ్జ్ చెప్పారు.

లో ప్రచురించబడిన అధ్యయనం న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల పరిశోధనపిపోలిన్‌లలో ఉన్న అనేక రక్షణ వ్యవస్థలు, ముఖ్యంగా ఎంట్రోబాక్టీరియాలో, ఇటీవల ప్లాస్మిడ్‌లు మరియు ఇతర సంయోగ మూలకాలతో మార్పిడి చేయబడ్డాయి. “పిపోలిన్‌లు ఒంటరిగా పని చేయవని ఇది సూచిస్తుంది, అయితే రక్షణ వ్యవస్థల కచేరీలను నిర్వహించే మరియు ఇతర బ్యాక్టీరియాకు వాటి బదిలీని సులభతరం చేసే MGEల యొక్క గ్లోబల్ నెట్‌వర్క్‌లో చురుకుగా పాల్గొంటుంది” అని మాటియో కాసెరెస్ జతచేస్తుంది.

మొత్తానికి, అధ్యయనం MGEల యొక్క ఈ కుటుంబానికి జీవసంబంధమైన పాత్రను కేటాయించింది, ఇది ఇప్పటివరకు స్పష్టమైన పనితీరును కలిగి లేదు. “ఇతర జన్యు మూలకాలతో రక్షణ వ్యవస్థలను మార్పిడి చేయగల సామర్థ్యం జన్యు బదిలీ విధానాలలో పైపోలిన్‌ల ప్రాముఖ్యతను బలపరుస్తుంది, బ్యాక్టీరియా వేగంగా స్వీకరించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఈ జ్ఞానం బ్యాక్టీరియా పరిణామాన్ని అర్థం చేసుకోవడంలో కీలకం మరియు బాక్టీరియోఫేజ్‌ల ఆధారంగా కొత్త యాంటీమైక్రోబయాల్ థెరపీల అభివృద్ధిలో భవిష్యత్తులో చిక్కులను కలిగి ఉంటుంది. ,” అని రెడ్రెజో రోడ్రిగ్జ్ ముగించారు.

గ్రంథ పట్టిక సూచన:

Víctor Mateo-Cáceres, Modesto Redrejo-Rodríguez. “పిపోలిన్‌లు బైమోడ్యులర్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు, ఇవి వివిధ బ్యాక్టీరియా జన్యు మొబైల్ మూలకాలతో మార్పిడి చేయగల రక్షణ వ్యవస్థల రిజర్వాయర్‌ను నిర్వహిస్తాయి”, న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల పరిశోధన2024; gkae891, DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkae891

యూనివర్సిడాడ్ ఆటోనోమా డి మాడ్రిడ్ (SFPI/2023-00603) యొక్క FPI-UAM ప్రోగ్రామ్ ద్వారా ఈ పరిశోధనకు నిధులు అందించబడ్డాయి; కమ్యూనిటీ ఆఫ్ మాడ్రిడ్ (యువ వైద్యులకు సహాయం, V PRICIT ప్రణాళిక): SI3/PJI/2021-00271, మరియు MCIN/AEI/10.13039/501100011033 మరియు “FEDER A Way to Make Europe” (3PID-20) ద్వారా నిధులు సమకూర్చబడిన నాలెడ్జ్ జనరేషన్ ప్రాజెక్ట్ -2014 -I00).

UAM గెజిట్‌లో మరింత శాస్త్రీయ సంస్కృతి