En ny studie visar att virus delar vissa gener uteslutande med celler som inte är deras värdar. Studien, redovisas i tidskriften Gränser i mikrobiologi , lägger till bevisen för att virus byter gener med en mängd olika cellulära organismer och är agenter för mångfald, säger forskare.

Studien tittade på proteinstrukturer i virus och i alla superriken, eller domäner, av livet:från encelliga mikrober kända som bakterier och arkéer, till eukaryoter, en grupp som inkluderar djur, växter, svampar och allt annat levande.

"Det är typiskt att definiera virus i relation till sina värdar, men denna praxis begränsar vår förståelse av virus-cell-interaktioner, ", sa Arshan Nasir, forskare vid University of Illinois och COMSATS Institute of Information Technology, som ledde den nya forskningen med Gustavo Caetano-Anolles, en professor i växtvetenskap och filial till Carl R. Woese Institute for Genomic Biology vid U. of I., och Kyung Mo Kim, en senior forskare vid Korea Polar Research Institute, i Incheon, Sydkorea.

"Ny forskning har avslöjat att organismer kan bilda partnerskap med andra organismer och leva i samhällen. Till exempel, många bakterier och arkeiska arter finns i och på människokroppen och utgör den mänskliga mikrobioten, sa Nasir.

Virus som infekterar archaea och bakterier, till exempel, är inte kända för att infektera eukarya. Dock, de kan fortfarande interagera på icke-skadliga sätt med organismer som de inte infekterar, sa forskarna.

"Vi ville undersöka arvsmassan hos virus och cellulära organismer för att leta efter möjliga spår av genöverföring från virus till celler, utöver vad vi redan vet om virusinteraktioner med deras värdar, "Sade Nasir.

Teamet använde en bioinformatisk metod för att analysera genomerna av organismer och de virus som infekterar dem. Istället för att fokusera på genetiska sekvenser, som kan förändras under generationer, teamet undersökte de funktionella komponenterna i proteiner, som de kallar veck. Varje veck - och det finns fler än 1, 400 av dem på alla livsområden - har en unik 3D -struktur som utför en specifik operation. Eftersom veck är avgörande för proteinfunktionen, de förblir stabila även när sekvenserna som kodar för dem förändras som ett resultat av mutationer eller andra processer, sa forskarna.

"Detta gör proteinveck till tillförlitliga markörer för evolutionära förändringar över stora tidsperioder, speciellt för virus som muterar notoriskt snabbt, sa Nasir.

Forskarna hittade hundratals veck som finns i livets alla superriken och i alla typer av virus, vilket antyder att de kom från en gammal förfader av alla livsformer, sa Caetano-Anolles.

Några veck, dock, förekommer endast inom ett enda superrike och de virus som infekterar det, vilket tyder på en överföring av genetiskt material endast mellan den gruppen av virus och deras värdar. Av totalt cirka 2, 000 superfamiljer av veck, laget hittade en som var exklusiv för archaea och virusen som infekterar archaea, 29 endast delas av bakterier och virusen som infekterar dem, och 37 som är exklusiva för eukaryoter och deras virus.

Uppgifterna pekar också på andra, ännu okänd, mekanismer som gör att virus kan utbyta genetiskt material med celler, sa forskarna.

"Vi upptäckte många virus-kännetecknande gener i cellulära organismer som virus inte är kända för att infektera, ", sa Nasir. "Detta var särskilt uppenbart för bakteriella virus och eukaryota organismer, möjligen på grund av det större antalet sätt som bakterier interagerar med eukarya."

"Medan människor tenderar att bara tänka på virus som infekterar och dödar deras värdar, vi har vetat i decennier att ett virus ibland kommer in i en cell och införlivar dess genetiska material i cellen utan att döda den, " sa Caetano-Anolles. När det gäller encelliga organismer, dessa gener förs ibland vidare till framtida generationer, han sa.

mänskligt DNA, för, innehåller rester av virus.

"Några retroelement och transposoner, till exempel, tros ha sitt ursprung i gamla virus, "Sade Nasir. Retroelement är sekvenser som kopieras från RNA -virus till DNA och införs i genomerna hos icke -virala organismer. Transposoner, även känd som "hoppande gener, "kan flytta från en del av genomet till en annan.

"Om du har en enhet som var ett virus någon gång och blev adjungerad i genomet, som blir en del av organismens molekylära arv, " sa Caetano-Anolles.

Teamet upptäckte också en stor undergrupp av virusspecifika proteinveck som inte fanns i några cellulära genom.

"Detta tyder på att virus kan skapa nya gener och, potentiellt, överföra dessa gener till cellulära organismer, sa Nasir.