वैज्ञानिकों ने रोगाणुओं के एक प्राचीन समूह में छिपे रहस्यमय वायरस के “उंगलियों के निशान” की खोज की, जिसने पृथ्वी पर सभी जटिल जीवन के उदय में मदद की हो सकती है: कवक से लेकर पौधों तक मनुष्यों तक।
ये रोगाणु – नॉर्स पौराणिक कथाओं में देवताओं के निवास के बाद असगर्ड आर्किया के रूप में जाने जाते हैं – समुद्र में गहरे तलछट और उबलते गर्म झरनों में दुबक जाते हैं, और पहले से पहले पृथ्वी पर मौजूद थे। यूकेरियोटिक कोशिकाएँ, जो अपना वहन करती हैं डीएनए एक नाभिक के अंदर। असगर्ड आर्किया को संक्रमित करके, वायरस हो सकता है कि इस तरह के जीवन-रूपों को पहले कैसे प्रभावित किया गया हो, और यहां तक कि नाभिक के पहले अग्रदूतों में से कुछ को जन्म दिया हो, कुछ वैज्ञानिक अनुमान लगाते हैं (नए टैब में खुलता है). लेकिन अब से पहले, कोई भी असगार्ड-संक्रमित वायरस नहीं खोजा गया था।
अब, नेचर माइक्रोबायोलॉजी जर्नल में सोमवार (27 जून) को प्रकाशित अध्ययनों की तिकड़ी में, वैज्ञानिकों ने ऐसे कई वायरस की पहचान की है जो प्राचीन आर्किया को संक्रमित कर सकते हैं।
जर्मनी के ब्रेमेन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर मरीन माइक्रोबायोलॉजी में आर्कियल वायरोलॉजी रिसर्च ग्रुप के ग्रुप लीडर सुज़ैन एर्डमैन ने कहा, “एस्गार्ड आर्कियल वायरस की जांच करने वाले ये पहले अध्ययन हैं; इससे पहले कुछ भी ज्ञात नहीं था।” अध्ययन में शामिल नहीं था . भविष्य में, अनुसंधान की यह पंक्ति प्रकट कर सकती है कि क्या और कैसे वायरस पृथ्वी पर यूकेरियोटिक कोशिकाओं के उद्भव में शामिल थे, एर्डमैन ने एक ईमेल में लाइव साइंस को बताया।
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वायरल ‘उंगलियों के निशान’ के लिए झाड़-फूंक
नए शोध में, वैज्ञानिकों ने असगार्ड आर्किया के डीएनए में एम्बेडेड वायरल संक्रमण के साक्ष्य की खोज की। यह एम्बेडेड सबूत वायरल डीएनए के छोटे स्निपेट के रूप में आता है, जिसे “crispr स्पेसर।”
CRISPR शब्द सुनने वाले अधिकांश लोग इस बारे में सोचते हैं प्रसिद्ध जीन-संपादन उपकरण ऑस्टिन मरीन साइंस इंस्टीट्यूट में टेक्सास विश्वविद्यालय में डॉक्टरेट के पूर्व उम्मीदवार और इनमें से एक के पहले लेखक इयान रेम्बो ने कहा, जो वैज्ञानिकों को आनुवंशिक अनुक्रमों में आसानी से हेरफेर करने की अनुमति देता है। प्रकृति सूक्ष्म जीव विज्ञान (नए टैब में खुलता है) अध्ययन करते हैं। हालांकि, यह जीन-संपादन उपकरण मूल रूप से के प्राकृतिक रक्षा तंत्र से अनुकूलित किया गया था जीवाणु और आर्किया, उन्होंने लाइव साइंस को बताया।
परिवर्णी शब्द “CRISPR” का अर्थ है “नियमित रूप से अंतरालित लघु पैलिंड्रोमिक दोहराव के समूह” और प्रत्येक दोहराव के बीच सैंडविच “स्पेसर्स” के साथ छोटे, दोहराए गए अनुक्रमों से बने डीएनए के एक क्षेत्र को संदर्भित करता है। बैक्टीरिया और आर्किया इन स्पेसर्स को वायरस से स्वाइप करते हैं जो उन्हें संक्रमित करते हैं, और इस प्रकार, कोशिकाएं वायरल डीएनए का एक मेमोरी बैंक बनाए रखती हैं जो उन्हें वायरस को पहचानने में मदद करती है, क्या उन्हें फिर से हमला करना चाहिए। “यह एक अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली है जो इन पिछले संक्रमणों को याद करती है,” रेम्बो ने कहा, जो अब यूएसडीए की कृषि अनुसंधान सेवा के साथ एक पोस्टडॉक्टरल विद्वान है।
रेम्बो और उनके सहयोगियों ने कैलिफोर्निया की खाड़ी में गुआमास बेसिन में शिकार किया – बाजा कैलिफ़ोर्निया और मुख्य भूमि मेक्सिको के बीच पानी का शरीर – असगार्ड आर्किया में ऐसे डीएनए स्पेसर्स के लिए हाइड्रोथर्मल वेंट के पास तलछट से एकत्र किए गए नमूने, लगभग 1.25 मील (2 किलोमीटर) नीचे। पानी की सतह। टीम ने गहरे समुद्र के वातावरण से एकत्र किए गए वायरल डीएनए के लंबे हिस्सों में पाए जाने वाले स्पेसर का मिलान किया।
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पेरिस में इंस्टीट्यूट पाश्चर में आर्कियल वायरोलॉजी यूनिट के प्रमुख और सह-लेखक मार्ट क्रुपोविच ने कहा, “गहरे समुद्र में तलछट से वायरस को अनुक्रमित करना काफी आसान है … अन्य दो (नए टैब में खुलता है) अध्ययन करते हैं (नए टैब में खुलता है). “मेजबान को सौंपने के लिए CRISPR स्पेसर मिलान सबसे सुविधाजनक और सबसे विश्वसनीय और विश्वसनीय तरीका है।”
अंत में, रेम्बो की टीम ने छह विषाणुओं को उजागर किया, जो क्रमशः नॉर्स देवता लोकी और देवी हेल के लिए दो प्रकार के असगार्ड आर्किया को संक्रमित करते हैं, जिनका नाम लोकियारियोटा और हेलारचियोटा है। शोधकर्ताओं ने न्यूफ़ाउंड वायरस का नाम नॉर्स पौराणिक जीवों के नाम पर रखा, जिनमें विशाल भेड़िया फेनरिर और ड्रैगन निधोग शामिल हैं।
इसी तरह, एक अध्ययन में, क्रुपोविक और उनके सहयोगियों ने दो विषाणुओं की खोज की, जिन्हें उन्होंने ह्यूगिन और मुनिन नाम दिया, दो कौवे के बाद जो नॉर्स भगवान ओडिन के लिए स्काउट्स के रूप में काम करते हैं; ये वायरस येलोस्टोन नेशनल पार्क में एक गर्म पानी के झरने से लिए गए असगार्ड जीनोम में पाए गए थे।
अंतिम अध्ययन में, क्रुपोविक और उनके सहयोगियों ने जापानी द्वीप होंशू के पूर्वोत्तर केप शिमोकिता प्रायद्वीप, साथ ही प्रशांत क्षेत्र में दो अन्य साइटों और हिंद महासागर में एक से एकत्र किए गए गहरे समुद्र के तलछट में वायरस का खुलासा किया। इन नमूनों में, उन्हें वायरस के तीन परिवार-स्तरीय समूह मिले, जिसका नाम उन्होंने तीन नोर्न्स – वायर्ड, वर्दंडी और स्कुलड के नाम पर रखा – जो अलौकिक प्राणी हैं जो नॉर्स पौराणिक कथाओं में देवताओं और नश्वर की नियति को निर्धारित करते हैं।
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वायरल डीएनए से काम करते हुए, शोधकर्ता यह अनुमान लगा सकते हैं कि विभिन्न जीन किस प्रकार के प्रोटीन के लिए कोड करते हैं, और इसलिए, वायरस कैसे दिख सकते हैं और कार्य कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए, नोर्न वर्डांडी के लिए नामित वायरस की पूंछ की संभावना है जो उनके बाहरी गोले, या कैप्सिड से फैली हुई है, और वायर्ड के लिए नामित वायरस संभवतः नींबू के आकार के हैं, क्रुपोविक और उनके सहयोगियों ने निर्धारित किया है। रेम्बो की टीम को इस बात के भी सबूत मिले कि निधोग वायरस अपने मेजबान कोशिकाओं में प्रमुख प्रोटीन को हाईजैक करने में सक्षम हो सकते हैं जो वायरस को खुद की नई प्रतियों को बाहर निकालने में मदद करेंगे। (यूकैरियोटिक कोशिकाओं को संक्रमित करने वाले वायरस अपने मेजबानों को इसी तरह से अपहरण कर लेते हैं।)
अंततः, शोधकर्ता केवल कुछ वायरस के जीनों के कार्यों का पता लगा सके; एर्डमैन ने कहा कि अधिकांश जीनों के कार्य अभी भी अज्ञात हैं। इसके अलावा, क्योंकि CRISPR सभी वायरस के खिलाफ काम नहीं करता है, कई और Asgard-संक्रमित वायरस की खोज की जानी बाकी है, उसने कहा।
इन छिपे हुए विषाणुओं को खोजने का एक तरीका प्रयोगशाला में असगार्ड आर्किया को विकसित करना और उनकी कोशिकाओं के भीतर पाए जाने वाले किसी भी वायरस को अलग करना होगा। “हालांकि, असगार्ड आर्किया की खेती करना बहुत मुश्किल साबित हुआ है,” एर्डमैन ने कहा। आज तक, केवल एक शोध समूह के पास है असगर्ड आर्किया को सफलतापूर्वक सुसंस्कृत किया (नए टैब में खुलता है), और इसे करने में उन्हें 12 वर्षों का लंबा समय लगा। यह आंशिक रूप से इसलिए है क्योंकि पुरातन कोशिकाओं को दोहराने में सप्ताह लगते हैं। (तुलना करके, जीवाणु इशरीकिया कोलीउदाहरण के लिए, लगभग 20 मिनट लगते हैं, विज्ञान समाचार के अनुसार (नए टैब में खुलता है))
कृपोविक ने कहा कि जब तक लैब में अधिक असगर्ड नहीं उगाए जा सकते, सीआरआईएसपीआर स्पेसर मिलान शायद अधिक वायरस खोजने का सबसे प्रभावी तरीका है। और जैसे-जैसे अधिक से अधिक वायरस पाए जाते हैं, यूकेरियोट्स के उद्भव में उनकी भूमिका – मनुष्यों सहित – और अधिक स्पष्ट हो सकती है, रैम्बो ने लाइव साइंस को बताया।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।