A novel virus lineage is abundant in metaviromes from Dehalococcoides-containing mixed cultures
यह अध्ययन IME1 को अभिलक्षित करता है, जो कि *Dehalococcoides*-युक्त मिश्रित संस्कृतियों में प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले, द्वि-रज्जुक (double-stranded), संभवतः तंतुमय (filamentous) वायरस का एक नवीन वंश है, जो विशिष्ट रूप से अपने अद्वितीय प्रोटीन संयोजन द्वारा पहचाना जाता है जो विशिष्ट पूंछ वाले फेजों (tailed phages) के बजाय तंतुमय जीवाणु और बडिंग आर्किया वायरसों के समान है।
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भूजल और नदी के तलछटों की अंधेरी, ऑक्सीजन-रहित गहराइयों में, बैक्टीरिया का एक विशिष्ट समूह मानव-निर्मित प्रदूषण को साफ करने के लिए अथक कार्य करता है। ये सूक्ष्म कार्यकर्ता, जिन्हें Dehalococcoides के रूप में जाना जाता है, उन जहरीले क्लोरीनेटेड रसायनों का उपभोग करते हैं जो धरती में रिस गए हैं, उन्हें तोड़कर हानिरहित बना देते हैं। वे दूषित स्थलों को बहाल करने के लिए आवश्यक हैं, फिर भी वे नाजुक हैं और उन्हें अलग से अध्ययन करना कठिन है। सभी जीवित चीजों की तरह, ये बैक्टीरिया केवल स्थिर कोशिकाएं नहीं हैं; वे लगातार आनुवंशिक सामग्री की एक छिपी हुई दुनिया के साथ परस्पर क्रिया कर रहे हैं जो उनके बीच घूमती रहती है। इस गतिशील आनुवंशिक सामग्री को निर्देशों के एक पुस्तकालय के रूप में सोचा जा सकता है जिसे बैक्टीरिया आपस में साझा कर सकते हैं, उधार ले सकते हैं या अपने साथ ले जा सकते हैं, जिससे कभी-कभी उनके कार्य करने का तरीका बदल जाता है या कठोर परिस्थितियों में जीवित रहने में मदद मिलती है। इन बैक्टीरिया के भीतर और आसपास क्या रहता है, इसे समझना महत्वपूर्ण है, क्योंकि हमारे पर्यावरण को साफ करने के लिए वे जिन उपकरणों का उपयोग करते हैं, वे अक्सर इन छोटे, बदलते आनुवंशिक पैकेजों के भीतर छिपे होते हैं।
वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि Dehalococcoides इस प्रकार की एक आश्चर्यजनक मात्रा में गतिशील आनुवंशिक सामग्री वहन करता है, बावजूद इसके कि उनके जीनोम बहुत छोटे हैं। एक नए अध्ययन ने अब इन तत्वों के एक विशिष्ट, प्रचुर परिवार पर ध्यान केंद्रित किया है, जिसे शोधकर्ताओं ने IME1 नाम दिया है। KB-1 नामक बैक्टीरिया के एक मिश्रित कल्चर से नमूने लेकर, जहाँ Dehalococcoides पनपते हैं, टीम ने पाया कि ये तत्व केवल दुर्लभ जिज्ञासाएँ नहीं हैं बल्कि नमूने के वायरल अंशों में पाए जाने वाले आनुवंशिक पदार्थ का प्रमुख रूप हैं। शोधकर्ताओं ने इन इक्कीस तत्वों का विश्लेषण किया, जिनमें से बीस Dehalococcoides से और एक संबंधित बैक्टीरिया Dehalogenimonas alkenigignens से थे। उन्होंने पाया कि प्रत्येक तत्व आनुवंशिक कोड का एक बड़ा हिस्सा है, जिसका आकार 20,930 से 28,058 बेस पेयर्स के बीच है। ये तत्व दो रूपों में मौजूद होते हैं: कभी-कभी वे बैक्टीरिया के अपने डीएनए में सीधे जुड़े होते हैं, और अन्य समय में वे मुख्य जीनोम के बाहर स्वतंत्र वृत्ताकार लूप के रूप में तैरते रहते हैं।
जब टीम ने इन तत्वों द्वारा बनाए जाने वाले प्रोटीन को करीब से देखा, तो उन्होंने एक अत्यधिक सुसंगत संरचना पाई। प्रत्येक एक बीस एक तत्वों में संबंधित प्रोटीनों के चौदह समूह शामिल थे, जो एक साझा, प्राचीन ब्लूप्रिंट का सुझाव देते हैं। हालाँकि, ये तत्व उन विशिष्ट वायरसों की तरह नहीं दिखते हैं जिन्हें वैज्ञानिक देखने के आदी हैं। अधिकांश बैक्टीरियल वायरस सिर और पूंछ वाले छोटे टैडपोल (tadpole) के आकार के होते हैं, लेकिन IME1 द्वारा एनकोड किए गए प्रोटीनों में वे विशिष्ट मार्कर नहीं होते हैं जो इन पूंछ वाले वायरसों को परिभाषित करते हैं। इसके बजाय, आनुवंशिक कोड पूरी तरह से एक अलग आकार की ओर संकेत करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन तत्वों में से एक प्रमुख प्रोटीन एक विशिष्ट ऊर्जा-उत्पादक मशीन के बहुत समान है जो फिलामेंटस (तंतुमय) बैक्टीरियल वायरसों में पाई जाती है, जो लंबे, पतले और लचीले होते हैं। इसके अलावा, ये तत्व कई छोटे प्रोटीन को एनकोड करते हैं जो सेल मेम्ब्रेन (कोशिका झिल्ली) को छेदने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, एक ऐसी विशेषता जो फिलामेंटस वायरसों और आर्किया (archaea) को संक्रमित करने वाले कुछ वायरसों में भी देखी जाती है, जो एकल-कोशिकीय जीवन का एक अलग डोमेन है।
इन तत्वों वास्तव में क्या हैं, इसका प्रमाण भौतिक दुनिया को देखकर आया, न कि केवल आनुवंशिक कोड से। जब शोधकर्ताओं ने KB-1 कल्चर से नमूने लिए और वायरल कणों को फ़िल्टर किया, तो उन्होंने पाया कि IME1 तत्व सबसे प्रचुर आनुवंशिक सामग्री मौजूद थे। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे, वायरल अंशों ने लंबे, धागे जैसे कणों का एक समुद्र दिखाया। इस दृश्य पुष्टि ने, आनुवंशिक संकेतों के साथ मिलकर, शोधकर्ताओं को यह प्रस्तावित करने के लिए प्रेरित किया कि IME1 वायरसों की एक पूरी तरह से नई वंशावली का प्रतिनिधित्व करता है। वे उन्हें संभवतः डबल-स्ट्रैंडेड, बडिंग वायरस के रूप में वर्णित करते हैं जो फिलामेंटस आकार धारण करते हैं। जबकि अध्ययन इस बात की पुष्टि करता है कि ये तत्व Dehalococcoides बैक्टीरिया और क्लोरोफेक्सोटा (Chlorofexota) फाइलम की कुछ संबंधित प्रजातियों के भीतर व्यापक हैं, वे इस विशिष्ट बैक्टीरिया समूह तक ही सीमित प्रतीत होते हैं और अभी तक अन्यत्र नहीं पाए गए हैं। यह खोज वायरल दुनिया के बारे में हमारी समझ का विस्तार करती है, यह दर्शाती है कि यहाँ तक कि सबसे विशिष्ट वातावरणों में भी, प्रकृति ने अद्वितीय और प्रचुर मात्रा में मौजूद वायरल जीवन के ऐसे रूप विकसित किए हैं जो परिचित मॉडलों से भिन्न रूप से कार्य करते हैं।
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