神秘的“博格”DNA似乎同化了来自不同生物体的基因

据悉，在美国加利福尼亚的一个后院里，发现了一些神秘的DNA链，它们似乎吸收了周围环境中许多不同生物的基因。

科学家们将这些元素命名为“博格（Borgs）”，他们的发现不仅可以帮助我们理解微生物的进化，还可以帮助我们理解它们在生态系统中的相互作用，以及它们在更广泛的环境中所扮演的角色。

根据加州大学伯克利分校的地球微生物学家吉尔·班菲尔德（Jill Banfield）的说法，“博格（Borgs）”可能会涉及一个极其重要的发现。

上图：“博格（Borgs）分享了全部基因组特征

吉尔·班菲尔德表示：“自从CRISPR以来，我还没有对一项发现如此兴奋过。我们发现了一些神秘的东西，就像CRISPR一样，与微生物基因组有关。”

第一个“博格（Borgs）”是在从班菲尔德家的后院挖出的泥浆中发现的。 据报道，吉尔·班菲尔德正在与加州大学伯克利分校的遗传学家 Basem Al-Shayeb 合作，以确定感染生活在湿地环境中称为古细菌的缺氧微生物的病毒。

环境 DNA 是识别栖息在生态系统中的生物范围的极好方法。 但在他们的一勺泥里，班菲尔德和阿尔沙耶布发现了一些有趣的东西：一种由近一百万个碱基对组成的 DNA 结构。 那是相当巨大的。

仔细观察序列，科学家们发现了更多的特点：超过一半的基因是新的； 它在每条链的末端都有镜像序列； 它显示出与自我复制能力一致的结构。

但令人困惑的是，研究人员转向 DNA 数据库，想看看他们是否能找到其他与他们的发现相似的东西。 最终，他们鉴定出了 19 个似乎符合这一特征的序列。

这些 DNA 结构是什么还不清楚，但它们肯定很吸引人。 它们属于一类称为染色体外元件（ECEs）的结构，可以在包含生物体大部分遗传物质的染色体之外找到。

ECEs 很大，可以自我复制，它们可以在细胞核内或细胞核外找到，例如质粒和病毒DNA。研究人员在论文中写道：“我们既不能证明它们是古生菌病毒、质粒或小染色体，也不能证明它们不是。”

然而，根据班菲尔德的说法，博格细菌比其他ECE要大得多：是它们宿主微生物大小的三分之一。

测序结果显示，他们发现的“博格（Borgs）”与一种叫做 Methanoperedens 的古菌属具有共同的特征，这种古菌可以氧化甲烷，这表明这些结构可能与那些特定的微生物有关。 事实上，“博格（Borgs）”家族可能会积极参与这一过程。

这样的结果就非常让人感兴趣了，因为这个过程可以减少大气中的甲烷量。 由于甲烷是一种强效温室气体，了解微生物如何进行这一过程，可能会对气候科学产生影响。

然而，Methanoperedens 不能在实验室环境中生长（至少现在还不行）。 环境DNA的一个问题是，它可能会被同一环境中的其他遗传物质污染。

事实上，“博格（Borgs）”似乎共享了许多来自其他元素和微生物的基因序列。 研究人员将此解释为 ECE 已经吸收并同化了这些基因和元素。

上图：细胞卡通画，说明了由共存的丁香提供给 Methanoperedens 的能力。

但是，这些共享基因有可能是环境污染的证据。 在 Methanoperedens 可以在实验室中生长，并与那些污染影响隔离之前，可能无法明确宣布这些遗传结构是一项新发现。

然而，这一发现仍旧是一个有趣的发现。 如果“博格（Borgs）”是真的，它们可能会提高甲烷古生菌氧化甲烷的能力。 这表明可能有未知的过程在起作用，这些 ECE 在调节大气中起着以前未知的作用。

研究人员最后表示：“博格（Borgs）携带大量代谢基因，其中一些会产生具有不同生物物理和生化特性的 Methanoperedens 蛋白的变体。假设，这些基因扩展和增强了 Methanoperedens 的能量代谢，博格可能会产生深远的生物地球化学后果，包括减少甲烷通量，对气候产生重要和不可预料的影响。”

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