Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে৷সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটিকে রেন্ডার করব।
অণুজীব পরজীবীর বিবর্তনে প্রাকৃতিক নির্বাচনের মধ্যে একটি প্রতিকূলতা জড়িত, যা পরজীবীদের উন্নতি ঘটায় এবং জেনেটিক ড্রিফ্ট, যার ফলে পরজীবীরা জিন হারায় এবং ক্ষতিকর মিউটেশন জমা করে।এখানে, একটি একক ম্যাক্রোমোলিকুলের স্কেলে এই প্রতিকূলতা কীভাবে ঘটে তা বোঝার জন্য, আমরা এনসেফালিটোজুন কুনিকুলির রাইবোসোমের ক্রাইও-ইএম গঠন বর্ণনা করি, প্রকৃতির ক্ষুদ্রতম জিনোমগুলির মধ্যে একটি ইউক্যারিওটিক জীব।E. cuniculi ribosomes-এ rRNA-এর চরম হ্রাস অভূতপূর্ব কাঠামোগত পরিবর্তনের সাথে রয়েছে, যেমন পূর্বে অজানা ফিউজড rRNA লিঙ্কার এবং bulges ছাড়া rRNA এর বিবর্তন।উপরন্তু, E. cuniculi ribosome rRNA খণ্ড এবং প্রোটিনের ক্ষয়ক্ষতি থেকে বেঁচে যায় অবক্ষয়িত rRNA খণ্ড এবং প্রোটিনের কাঠামোগত অনুকরণ হিসাবে ছোট অণু ব্যবহার করার ক্ষমতা বিকাশ করে।সামগ্রিকভাবে, আমরা দেখাই যে আণবিক কাঠামোগুলিকে দীর্ঘকাল ধরে হ্রাস, অবক্ষয় এবং দুর্বল মিউটেশনের সাপেক্ষে অনেকগুলি ক্ষতিপূরণমূলক প্রক্রিয়া রয়েছে যা চরম আণবিক সংকোচন সত্ত্বেও তাদের সক্রিয় রাখে।
যেহেতু মাইক্রোবিয়াল পরজীবীর বেশিরভাগ গ্রুপের তাদের হোস্টদের শোষণ করার জন্য অনন্য আণবিক সরঞ্জাম রয়েছে, তাই আমাদের প্রায়শই বিভিন্ন গোষ্ঠীর পরজীবীর জন্য বিভিন্ন থেরাপিউটিক বিকাশ করতে হয় 1,2।যাইহোক, নতুন প্রমাণ দেখায় যে পরজীবী বিবর্তনের কিছু দিক অভিসারী এবং মূলত অনুমানযোগ্য, যা মাইক্রোবিয়াল পরজীবী 3,4,5,6,7,8,9-এ বিস্তৃত থেরাপিউটিক হস্তক্ষেপের সম্ভাব্য ভিত্তি নির্দেশ করে।
পূর্ববর্তী কাজ জিনোম হ্রাস বা জিনোম ক্ষয় 10,11,12,13 নামক জীবাণু পরজীবীর একটি সাধারণ বিবর্তনীয় প্রবণতা চিহ্নিত করেছে।বর্তমান গবেষণা দেখায় যে যখন অণুজীবগুলি তাদের মুক্ত-জীবিকার জীবনধারা ছেড়ে দেয় এবং অন্তঃকোষীয় পরজীবী (বা এন্ডোসিম্বিয়ন্ট) হয়ে যায়, তখন তাদের জিনোমগুলি লক্ষ লক্ষ বছর ধরে ধীর কিন্তু আশ্চর্যজনক রূপান্তরিত হয় 9,11।জিনোম ক্ষয় নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ায়, অণুজীব পরজীবী ক্ষতিকারক মিউটেশন জমা করে যা পূর্বের অনেক গুরুত্বপূর্ণ জিনকে সিউডোজেনে পরিণত করে, যার ফলে ধীরে ধীরে জিনের ক্ষয় হয় এবং মিউটেশনাল পতন হয় 14,15।এই পতন ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত মুক্ত-জীবিত প্রজাতির তুলনায় প্রাচীনতম অন্তঃকোষীয় জীবের 95% পর্যন্ত জিন ধ্বংস করতে পারে।এইভাবে, অন্তঃকোষীয় পরজীবীর বিবর্তন দুটি বিরোধী শক্তির মধ্যে একটি টাগ-অফ-ওয়ার: ডারউইনীয় প্রাকৃতিক নির্বাচন, যা পরজীবীর উন্নতির দিকে পরিচালিত করে, এবং জিনোমের পতন, পরজীবীদের বিস্মৃতিতে ফেলে দেয়।পরজীবীটি কীভাবে এই টাগ-অফ-ওয়ার থেকে বেরিয়ে আসতে পেরেছিল এবং তার আণবিক গঠনের কার্যকলাপকে ধরে রাখতে পেরেছিল তা এখনও অস্পষ্ট।
যদিও জিনোম ক্ষয়ের প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না, তবে এটি প্রধানত ঘন ঘন জেনেটিক প্রবাহের কারণে ঘটে বলে মনে হয়।যেহেতু পরজীবীরা ছোট, অযৌন এবং জিনগতভাবে সীমিত জনসংখ্যার মধ্যে বাস করে, তারা কার্যকরভাবে ক্ষতিকারক মিউটেশনগুলি দূর করতে পারে না যা কখনও কখনও ডিএনএ প্রতিলিপির সময় ঘটে।এটি ক্ষতিকারক মিউটেশনের অপরিবর্তনীয় সঞ্চয় এবং পরজীবী জিনোমের হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।ফলস্বরূপ, পরজীবীটি কেবল সেই জিনগুলিই হারায় না যা অন্তঃকোষীয় পরিবেশে তার বেঁচে থাকার জন্য আর প্রয়োজনীয় নয়।বিক্ষিপ্ত ক্ষতিকারক মিউটেশনগুলিকে কার্যকরভাবে নির্মূল করতে পরজীবী জনসংখ্যার অক্ষমতা যার কারণে এই মিউটেশনগুলি তাদের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ জিনগুলি সহ সমগ্র জিনোমে জমা হতে পারে।
জিনোম হ্রাস সম্পর্কে আমাদের বর্তমান বোঝার বেশিরভাগই শুধুমাত্র জিনোম সিকোয়েন্সের তুলনার উপর ভিত্তি করে, প্রকৃত অণুর পরিবর্তনের প্রতি কম মনোযোগ দিয়ে যা হাউসকিপিং ফাংশন সম্পাদন করে এবং সম্ভাব্য ওষুধের লক্ষ্য হিসাবে কাজ করে।তুলনামূলক গবেষণায় দেখা গেছে যে ক্ষতিকারক অন্তঃকোষীয় মাইক্রোবিয়াল মিউটেশনের বোঝা প্রোটিন এবং নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে ভুল ভাঁজ এবং একত্রিত করার প্রবণতা দেখায়, যা তাদেরকে আরও বেশি চ্যাপেরোন নির্ভর করে এবং তাপের প্রতি অতিসংবেদনশীল করে তোলে 19,20,21,22,23।উপরন্তু, বিভিন্ন পরজীবী-স্বাধীন বিবর্তন কখনও কখনও 2.5 বিলিয়ন বছর দ্বারা পৃথক করা হয়-তাদের প্রোটিন সংশ্লেষণ5,6 এবং ডিএনএ মেরামত প্রক্রিয়ায় গুণমান নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের অনুরূপ ক্ষতির সম্মুখীন হয়।যাইহোক, ক্ষতিকারক মিউটেশনের ক্রমবর্ধমান বোঝার সাথে আণবিক অভিযোজন সহ সেলুলার ম্যাক্রোমোলিকুলসের অন্যান্য সমস্ত বৈশিষ্ট্যের উপর অন্তঃকোষীয় জীবনধারার প্রভাব সম্পর্কে খুব কমই জানা যায়।
এই কাজে, অন্তঃকোষীয় অণুজীবের প্রোটিন এবং নিউক্লিক অ্যাসিডের বিবর্তন আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, আমরা অন্তঃকোষীয় পরজীবী এনসেফালিটোজুন কুনিকুলির রাইবোসোমের গঠন নির্ধারণ করেছি।E. cuniculi হল একটি ছত্রাক-সদৃশ জীব যা পরজীবী মাইক্রোস্পোরিডিয়ার একটি গোষ্ঠীর অন্তর্গত যার অস্বাভাবিকভাবে ছোট ইউক্যারিওটিক জিনোম রয়েছে এবং তাই জিনোম ক্ষয় 25,26,27,28,29,30 অধ্যয়নের জন্য মডেল জীব হিসাবে ব্যবহৃত হয়।সম্প্রতি, মাইক্রোস্পোরিডিয়া, প্যারানোসেমা পঙ্গপাল এবং ভাইরিমোর্ফা নেক্যাট্রিক্স 31,32 (~ 3.2 এমবি জিনোম) এর মাঝারিভাবে হ্রাসকৃত জিনোমের জন্য ক্রাইও-ইএম রাইবোসোম গঠন নির্ধারণ করা হয়েছিল।এই কাঠামোগুলি পরামর্শ দেয় যে rRNA পরিবর্ধনের কিছু ক্ষতি প্রতিবেশী রাইবোসোমাল প্রোটিনের মধ্যে নতুন যোগাযোগের বিকাশ বা নতুন msL131,32 রাইবোসোমাল প্রোটিন অর্জনের মাধ্যমে ক্ষতিপূরণ দেওয়া হয়।প্রজাতি এনসেফালিটোজুন (জিনোম ~2.5 মিলিয়ন bp), তাদের নিকটতম আপেক্ষিক অর্ডোস্পোরা সহ, ইউক্যারিওটে জিনোম হ্রাসের চূড়ান্ত মাত্রা প্রদর্শন করে – তাদের 2000 টিরও কম প্রোটিন-কোডিং জিন রয়েছে এবং এটি প্রত্যাশিত যে তাদের রাইবোসোমগুলি কেবলমাত্র rRNA বিস্তৃতি থেকে বর্জিত নয় যা ফ্র্যাগমেন্টস এনসেফালিটোজোন (ইউক্যারিওটস) থেকে বিচ্ছিন্ন। ব্যাকটেরিয়া রাইবোসোম) E. cuniculi genome-এ সমজাতীয়তার অভাবের কারণে 26,27,28-এ চারটি রাইবোসোমাল প্রোটিন রয়েছে।অতএব, আমরা উপসংহারে পৌঁছেছি যে ই. কুনিকুলি রাইবোসোম জিনোম ক্ষয়ের সাথে আণবিক অভিযোজনের পূর্বে অজানা কৌশলগুলি প্রকাশ করতে পারে।
আমাদের ক্রায়ো-ইএম গঠনটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ক্ষুদ্রতম ইউক্যারিওটিক সাইটোপ্লাজমিক রাইবোসোমকে প্রতিনিধিত্ব করে এবং কীভাবে জিনোম হ্রাসের চূড়ান্ত মাত্রা কোষের অবিচ্ছেদ্য আণবিক যন্ত্রপাতির গঠন, সমাবেশ এবং বিবর্তনকে প্রভাবিত করে সে সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।আমরা দেখতে পেলাম যে E. cuniculi রাইবোসোম RNA ভাঁজ এবং রাইবোসোম সমাবেশের অনেক বহুল সংরক্ষিত নীতি লঙ্ঘন করে এবং একটি নতুন, পূর্বে অজানা রাইবোসোমাল প্রোটিন আবিষ্কার করে।বেশ অপ্রত্যাশিতভাবে, আমরা দেখাই যে মাইক্রোস্পোরিডিয়া রাইবোসোমগুলি ছোট অণুগুলিকে আবদ্ধ করার ক্ষমতা বিকশিত করেছে, এবং অনুমান করে যে rRNA এবং প্রোটিনের ছেঁটে যাওয়া বিবর্তনীয় উদ্ভাবনগুলিকে ট্রিগার করে যা শেষ পর্যন্ত রাইবোসোমে দরকারী গুণাবলী প্রদান করতে পারে।
অন্তঃকোষীয় জীবগুলিতে প্রোটিন এবং নিউক্লিক অ্যাসিডের বিবর্তন সম্পর্কে আমাদের বোঝার উন্নতি করার জন্য, আমরা তাদের রাইবোসোমগুলিকে শুদ্ধ করতে এবং এই রাইবোসোমগুলির গঠন নির্ধারণের জন্য সংক্রামিত স্তন্যপায়ী কোষের সংস্কৃতি থেকে E. cuniculi sporesকে আলাদা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি।প্রচুর পরিমাণে পরজীবী মাইক্রোস্পোরিডিয়া পাওয়া কঠিন কারণ মাইক্রোস্পরিডিয়া পুষ্টির মাধ্যমে সংস্কৃত করা যায় না।পরিবর্তে, তারা শুধুমাত্র হোস্ট কোষের ভিতরে বৃদ্ধি পায় এবং পুনরুত্পাদন করে।তাই, রাইবোসোম পরিশোধনের জন্য E. cuniculi বায়োমাস পেতে, আমরা E. cuniculi spores দিয়ে স্তন্যপায়ী কিডনি কোষের লাইন RK13 সংক্রমিত করেছি এবং এই সংক্রামিত কোষগুলিকে কয়েক সপ্তাহ ধরে সংষ্কৃত করেছি যাতে E. cuniculi বৃদ্ধি পায় এবং সংখ্যাবৃদ্ধি হয়।প্রায় আধা বর্গ মিটারের একটি সংক্রামিত কোষ মনোলেয়ার ব্যবহার করে, আমরা প্রায় 300 মিলিগ্রাম মাইক্রোস্পোরিডিয়া স্পোরকে বিশুদ্ধ করতে এবং রাইবোসোমগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে ব্যবহার করতে সক্ষম হয়েছি।তারপরে আমরা কাচের পুঁতি দিয়ে বিশুদ্ধ স্পোরগুলিকে ব্যাহত করেছি এবং লাইসেটগুলির ধাপে ধাপে পলিথিন গ্লাইকোল ভগ্নাংশ ব্যবহার করে অপরিশোধিত রাইবোসোমগুলিকে বিচ্ছিন্ন করেছি।এটি কাঠামোগত বিশ্লেষণের জন্য আমাদের প্রায় 300 µg কাঁচা E. কুনিকুলি রাইবোসোম পেতে দেয়।
আমরা তারপরে রাইবোসোম নমুনাগুলি ব্যবহার করে ক্রাইও-ইএম চিত্রগুলি সংগ্রহ করি এবং বড় রাইবোসোমাল সাবুনিট, ছোট সাবুনিট হেড এবং ছোট সাবুনিটের সাথে সম্পর্কিত মুখোশ ব্যবহার করে এই চিত্রগুলিকে প্রক্রিয়া করি।এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, আমরা প্রায় 108,000 রাইবোসোমাল কণার চিত্র সংগ্রহ করেছি এবং 2.7 Å (পরিপূরক চিত্র 1-3) এর রেজোলিউশন সহ গণনা করা ক্রাইও-EM চিত্রগুলি সংগ্রহ করেছি।আমরা তখন rRNA, রাইবোসোমাল প্রোটিন, এবং E. cuniculi ribosomes (চিত্র 1a, b) এর সাথে যুক্ত হাইবারনেশন ফ্যাক্টর Mdf1 মডেল করতে cryoEM চিত্রগুলি ব্যবহার করেছি।
হাইবারনেশন ফ্যাক্টর Mdf1 (pdb id 7QEP) সহ জটিল ই. কুনিকুলি রাইবোসোমের একটি গঠন।b হাইবারনেশন ফ্যাক্টর Mdf1 এর মানচিত্র ই. কুনিকুলি রাইবোসোমের সাথে যুক্ত।গ সেকেন্ডারি স্ট্রাকচার ম্যাপ মাইক্রোস্পোরিডিয়ান প্রজাতির পুনরুদ্ধার করা আরআরএনএকে পরিচিত রাইবোসোমাল কাঠামোর সাথে তুলনা করে।প্যানেলগুলি ডিকোডিং সাইট (ডিসি), সারসিনিসিন লুপ (এসআরএল), এবং পেপটডিল ট্রান্সফারেজ সেন্টার (পিটিসি) সহ প্রশস্তিত আরআরএনএ টুকরো (ইএস) এবং রাইবোসোম সক্রিয় সাইটগুলির অবস্থান দেখায়।d ই. কুনিকুলি রাইবোসোমের পেপ্টিডিল ট্রান্সফারেজ কেন্দ্রের সাথে সম্পর্কিত ইলেক্ট্রন ঘনত্ব পরামর্শ দেয় যে এই অনুঘটক সাইটের ই. কুনিকুলি পরজীবী এবং এইচ. সেপিয়েন্স সহ এর হোস্টগুলিতে একই কাঠামো রয়েছে।e, f ডিকোডিং সেন্টারের সংশ্লিষ্ট ইলেক্ট্রন ঘনত্ব (e) এবং ডিকোডিং সেন্টার (f) এর পরিকল্পিত কাঠামো নির্দেশ করে যে E. cuniculi-এ A1491 (E. coli numbering) এর পরিবর্তে U1491 অবশিষ্টাংশ রয়েছে অন্যান্য অনেক ইউক্যারিওটে।এই পরিবর্তনটি পরামর্শ দেয় যে E. cuniculi অ্যান্টিবায়োটিকের প্রতি সংবেদনশীল হতে পারে যা এই সক্রিয় সাইটটিকে লক্ষ্য করে।
V. necatrix এবং P. locustae রাইবোসোমগুলির পূর্বে প্রতিষ্ঠিত কাঠামোর বিপরীতে (উভয় কাঠামোই একই মাইক্রোস্পোরিডিয়া পরিবার Nosematidae প্রতিনিধিত্ব করে এবং একে অপরের সাথে খুব মিল), 31,32 E. cuniculi রাইবোসোমগুলি rRNA এবং প্রোটিন বিভক্তকরণের অসংখ্য প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়।আরও বিকৃতকরণ (পরিপূরক চিত্র 4-6)।rRNA-তে, সবচেয়ে আকর্ষণীয় পরিবর্তনগুলির মধ্যে রয়েছে পরিবর্ধিত 25S rRNA খণ্ড ES12L এর সম্পূর্ণ ক্ষতি এবং h39, h41 এবং H18 হেলিসের আংশিক অবক্ষয় (চিত্র 1c, পরিপূরক চিত্র 4)।রাইবোসোমাল প্রোটিনগুলির মধ্যে, সবচেয়ে আকর্ষণীয় পরিবর্তনগুলির মধ্যে রয়েছে eS30 প্রোটিনের সম্পূর্ণ ক্ষতি এবং eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17 এবং eS7 প্রোটিন (পরিপূরক চিত্র 4, 5)।
সুতরাং, এনসেফালোটোজুন/অর্ডোস্পোরা প্রজাতির জিনোমের চরম হ্রাস তাদের রাইবোজোম গঠনে প্রতিফলিত হয়: ই. কুনিকুলি রাইবোসোমগুলি ইউক্যারিওটিক সাইটোপ্লাজমিক রাইবোসোমে প্রোটিনের উপাদানের সবচেয়ে নাটকীয় ক্ষতির সম্মুখীন হয় যা কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের সাপেক্ষে, এবং তাদের এমনকি সেই ফ্রী rRNA এবং প্রশস্ত প্রোটিনগুলিও নেই যা কেবলমাত্র তিনটি rRNA-তে থাকে না। জীবনের ডোমেইন।E. cuniculi ribosome-এর গঠন এই পরিবর্তনগুলির জন্য প্রথম আণবিক মডেল প্রদান করে এবং বিবর্তনীয় ঘটনাগুলিকে প্রকাশ করে যা তুলনামূলক জিনোমিক্স এবং অন্তঃকোষীয় জৈব-আণবিক কাঠামোর অধ্যয়ন উভয়ের দ্বারা উপেক্ষা করা হয়েছে (পরিপূরক চিত্র 7)।নীচে, আমরা তাদের সম্ভাব্য বিবর্তনীয় উত্স এবং রাইবোসোম ফাংশনের উপর তাদের সম্ভাব্য প্রভাব সহ এই প্রতিটি ঘটনা বর্ণনা করি।
তারপরে আমরা দেখতে পেলাম যে, বড় rRNA ছেঁটে ফেলার পাশাপাশি, E. cuniculi ribosomes তাদের সক্রিয় সাইটের একটিতে rRNA বৈচিত্র্য রয়েছে।যদিও E. cuniculi রাইবোসোমের পেপ্টিডিল ট্রান্সফারেজ কেন্দ্রের অন্যান্য ইউক্যারিওটিক রাইবোসোমের মতো একই গঠন রয়েছে (চিত্র 1d), ডিকোডিং কেন্দ্রটি নিউক্লিওটাইড 1491 (E. কোলি সংখ্যায়ন, চিত্র 1e, f) ক্রম পরিবর্তনের কারণে পৃথক হয়।এই পর্যবেক্ষণটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ ইউক্যারিওটিক রাইবোসোমের ডিকোডিং সাইটে সাধারণত ব্যাকটেরিয়া-ধরনের অবশিষ্টাংশ A1408 এবং G1491 এর তুলনায় G1408 এবং A1491 অবশিষ্টাংশ থাকে।এই বৈচিত্রটি রাইবোসোমাল অ্যান্টিবায়োটিকের অ্যামিনোগ্লাইকোসাইড পরিবারের ব্যাকটেরিয়া এবং ইউক্যারিওটিক রাইবোসোমের বিভিন্ন সংবেদনশীলতা এবং ডিকোডিং সাইটকে লক্ষ্য করে এমন অন্যান্য ছোট অণুগুলির অন্তর্নিহিত করে।E. cuniculi রাইবোসোমের ডিকোডিং সাইটে, অবশিষ্ট A1491 U1491 দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল, সম্ভাব্যভাবে এই সক্রিয় সাইটটিকে লক্ষ্য করে ছোট অণুর জন্য একটি অনন্য বাঁধাই ইন্টারফেস তৈরি করে।একই A14901 রূপ অন্যান্য মাইক্রোস্পোরিডিয়া যেমন P. locustae এবং V. necatrix-এও উপস্থিত রয়েছে, এটি পরামর্শ দেয় যে এটি মাইক্রোস্পোরিডিয়া প্রজাতির মধ্যে ব্যাপক (চিত্র 1f)।
যেহেতু আমাদের ই. কুনিকুলি রাইবোসোম নমুনাগুলি বিপাকীয়ভাবে নিষ্ক্রিয় স্পোর থেকে বিচ্ছিন্ন ছিল, আমরা চাপ বা অনাহারের অবস্থার মধ্যে পূর্বে বর্ণিত রাইবোসোম বাইন্ডিংয়ের জন্য ই. কুনিকুলির ক্রাইও-ইএম মানচিত্র পরীক্ষা করেছি।হাইবারনেশন ফ্যাক্টর 31,32,36,37, 38. আমরা ই. কুনিকুলি রাইবোসোমের ক্রাইও-ইএম ম্যাপের সাথে হাইবারনেটিং রাইবোসোমের পূর্বে প্রতিষ্ঠিত কাঠামোর সাথে মিল রেখেছি।ডকিংয়ের জন্য, হাইবারনেশন ফ্যাক্টর Stm138 সহ কমপ্লেক্সে S. cerevisiae রাইবোসোম, Lso232 ফ্যাক্টর সহ কমপ্লেক্সে পঙ্গপাল রাইবোসোম এবং Mdf1 এবং Mdf231 ফ্যাক্টর সহ কমপ্লেক্সে V. নেক্যাট্রিক্স রাইবোসোম ব্যবহার করা হয়েছিল।একই সময়ে, আমরা বাকি ফ্যাক্টর Mdf1 এর সাথে সম্পর্কিত ক্রাইও-ইএম ঘনত্ব খুঁজে পেয়েছি।V. necatrix রাইবোসোমের সাথে Mdf1 বাইন্ডিংয়ের অনুরূপ, Mdf1 E. cuniculi রাইবোসোমের সাথেও আবদ্ধ হয়, যেখানে এটি রাইবোসোমের E সাইটকে ব্লক করে, সম্ভবত যখন পরজীবী স্পোরগুলি বিপাকীয়ভাবে নিষ্ক্রিয় হয়ে যায় তখন রাইবোসোমগুলিকে উপলব্ধ করতে সাহায্য করে।)
Mdf1 রাইবোসোমের ই সাইটকে ব্লক করে, যা পরজীবী স্পোর বিপাকীয়ভাবে নিষ্ক্রিয় হয়ে গেলে রাইবোসোমকে নিষ্ক্রিয় করতে সাহায্য করে।E. cuniculi রাইবোসোমের গঠনে, আমরা দেখতে পেয়েছি যে Mdf1 L1 রাইবোসোম স্টেমের সাথে পূর্বে অজানা যোগাযোগ তৈরি করে, রাইবোসোমের অংশ যা প্রোটিন সংশ্লেষণের সময় রাইবোসোম থেকে deacylated tRNA নিঃসরণে সহায়তা করে।এই পরিচিতিগুলি পরামর্শ দেয় যে Mdf1 ডিসিটাইলেটেড টিআরএনএর মতো একই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে রাইবোসোম থেকে বিচ্ছিন্ন হয়, প্রোটিন সংশ্লেষণ পুনরায় সক্রিয় করতে রাইবোসোম কীভাবে Mdf1 কে সরিয়ে দেয় তার সম্ভাব্য ব্যাখ্যা প্রদান করে।
যাইহোক, আমাদের গঠন Mdf1 এবং L1 রাইবোসোম পায়ের মধ্যে একটি অজানা যোগাযোগ প্রকাশ করেছে (রাইবোসোমের অংশ যা প্রোটিন সংশ্লেষণের সময় রাইবোসোম থেকে deacylated tRNA মুক্ত করতে সাহায্য করে)।বিশেষ করে, Mdf1 deacylated tRNA অণুর কনুই অংশ হিসাবে একই পরিচিতি ব্যবহার করে (চিত্র 2)।এই পূর্বে অজানা আণবিক মডেলিং দেখায় যে Mdf1 ডিসিটাইলেটেড টিআরএনএর মতো একই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে রাইবোসোম থেকে বিচ্ছিন্ন হয়, যা ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে রাইবোসোম প্রোটিন সংশ্লেষণকে পুনরায় সক্রিয় করতে এই হাইবারনেশন ফ্যাক্টরটিকে সরিয়ে দেয়।
rRNA মডেল তৈরি করার সময়, আমরা দেখতে পেলাম যে E. cuniculi ribosome অস্বাভাবিকভাবে rRNA টুকরা ভাঁজ করেছে, যাকে আমরা ফিউজড rRNA (চিত্র 3) বলে থাকি।জীবনের তিনটি ডোমেন বিস্তৃত রাইবোসোমগুলিতে, rRNA এমন কাঠামোতে ভাঁজ করে যেখানে বেশিরভাগ rRNA বেস হয় বেস জোড়া এবং একে অপরের সাথে ভাঁজ করে বা রাইবোসোমাল প্রোটিনের সাথে যোগাযোগ করে38,39,40।যাইহোক, ই. কুনিকুলি রাইবোসোমে, আরআরএনএ তাদের কিছু হেলিসকে উন্মোচিত আরআরএনএ অঞ্চলে রূপান্তর করে এই ভাঁজ নীতি লঙ্ঘন করে বলে মনে হয়।
S. cerevisiae, V. necatrix, এবং E. cuniculi-তে H18 25S rRNA হেলিক্সের গঠন।সাধারণত, তিনটি লাইফ ডোমেনে বিস্তৃত রাইবোসোমে, এই লিঙ্কারটি একটি আরএনএ হেলিক্সে কুণ্ডলী করে যাতে 24 থেকে 34টি অবশিষ্টাংশ থাকে।বিপরীতে, মাইক্রোস্পোরিডিয়াতে, এই rRNA লিঙ্কারটি ধীরে ধীরে দুটি একক-স্ট্র্যান্ডেড ইউরিডিন-সমৃদ্ধ লিঙ্কারে হ্রাস করা হয় যেখানে মাত্র 12টি অবশিষ্টাংশ রয়েছে।এই অবশিষ্টাংশের বেশিরভাগই দ্রাবকের সংস্পর্শে আসে।চিত্রটি দেখায় যে পরজীবী মাইক্রোস্পোরিডিয়া rRNA ভাঁজ করার সাধারণ নীতিগুলি লঙ্ঘন করে বলে মনে হচ্ছে, যেখানে rRNA বেসগুলি সাধারণত অন্যান্য ঘাঁটির সাথে মিলিত হয় বা rRNA-প্রোটিন মিথস্ক্রিয়ায় জড়িত থাকে।মাইক্রোস্পোরিডিয়ায়, কিছু rRNA খণ্ড একটি প্রতিকূল ভাঁজ গ্রহণ করে, যেখানে পূর্ববর্তী rRNA হেলিক্সটি প্রায় সরলরেখায় প্রসারিত একটি একক স্ট্র্যান্ডেড টুকরো হয়ে যায়।এই অস্বাভাবিক অঞ্চলগুলির উপস্থিতি মাইক্রোস্পোরিডিয়া আরআরএনএকে ন্যূনতম সংখ্যক আরএনএ ঘাঁটি ব্যবহার করে দূরবর্তী rRNA খণ্ডগুলিকে আবদ্ধ করতে দেয়।
এই বিবর্তনীয় পরিবর্তনের সবচেয়ে আকর্ষণীয় উদাহরণ H18 25S rRNA হেলিক্সে (চিত্র 3) লক্ষ্য করা যায়।ই. কোলি থেকে মানুষ পর্যন্ত প্রজাতির মধ্যে, এই rRNA হেলিক্সের ঘাঁটিতে 24-32 নিউক্লিওটাইড থাকে, যা একটি সামান্য অনিয়মিত হেলিক্স গঠন করে।V. necatrix এবং P. locustae থেকে পূর্বে চিহ্নিত রাইবোসোমাল কাঠামোতে, 31,32 H18 হেলিক্সের ভিত্তিগুলি আংশিকভাবে খোলা থাকে, কিন্তু নিউক্লিওটাইড বেস পেয়ারিং সংরক্ষিত থাকে।যাইহোক, ই. কুনিকুলিতে এই rRNA খণ্ডটি সবচেয়ে ছোট লিঙ্কার 228UUUGU232 এবং 301UUUUUUUU307 হয়ে ওঠে।সাধারণ rRNA খণ্ডের বিপরীতে, এই ইউরিডিন-সমৃদ্ধ লিঙ্কারগুলি কুণ্ডলী করে না বা রাইবোসোমাল প্রোটিনের সাথে ব্যাপক যোগাযোগ করে না।পরিবর্তে, তারা দ্রাবক-খোলা এবং সম্পূর্ণরূপে উদ্ভাসিত কাঠামো গ্রহণ করে যেখানে rRNA স্ট্র্যান্ডগুলি প্রায় সোজাভাবে প্রসারিত হয়।এই প্রসারিত গঠন ব্যাখ্যা করে কিভাবে E. cuniculi শুধুমাত্র 12টি RNA বেস ব্যবহার করে H16 এবং H18 rRNA হেলিসের মধ্যে 33 Å ব্যবধান পূরণ করতে, যখন অন্যান্য প্রজাতির শূন্যস্থান পূরণের জন্য কমপক্ষে দ্বিগুণ rRNA বেস প্রয়োজন।
এইভাবে, আমরা দেখাতে পারি যে, এনার্জেটিকভাবে প্রতিকূল ভাঁজ করার মাধ্যমে, পরজীবী মাইক্রোস্পোরিডিয়া এমন একটি কৌশল তৈরি করেছে যেগুলি এমনকি সেই rRNA অংশগুলিকেও সংকুচিত করার জন্য যা জীবনের তিনটি ডোমেনে প্রজাতি জুড়ে বিস্তৃতভাবে সংরক্ষিত থাকে।স্পষ্টতই, মিউটেশন জমা করে যা rRNA হেলিসকে ছোট পলি-ইউ লিঙ্কারে রূপান্তরিত করে, E. cuniculi দূরবর্তী rRNA টুকরাগুলির বন্ধনের জন্য যতটা সম্ভব কম নিউক্লিওটাইড ধারণকারী অস্বাভাবিক rRNA টুকরা গঠন করতে পারে।এটি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে কিভাবে মাইক্রোস্পোরিডিয়া তাদের মৌলিক আণবিক গঠনে তাদের কাঠামোগত এবং কার্যকরী অখণ্ডতা না হারিয়ে নাটকীয়ভাবে হ্রাস পেয়েছে।
E. cuniculi rRNA-এর আরেকটি অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য হল rRNA ঘন হওয়া ছাড়াই (চিত্র 4)।Bulges হল বেস জোড়া ছাড়া নিউক্লিওটাইড যা RNA হেলিক্সের মধ্যে লুকিয়ে থাকার পরিবর্তে মোচড় দেয়।বেশিরভাগ rRNA প্রোট্রুশনগুলি আণবিক আঠালো হিসাবে কাজ করে, পার্শ্ববর্তী রাইবোসোমাল প্রোটিন বা অন্যান্য rRNA খণ্ডকে আবদ্ধ করতে সাহায্য করে।কিছু bulges কব্জা হিসাবে কাজ করে, যা rRNA হেলিক্সকে ফ্লেক্স করতে এবং উৎপাদনশীল প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য সর্বোত্তমভাবে ভাঁজ করতে দেয় 41।
একটি rRNA প্রোট্রুশন (S. cerevisiae numbering) E. cuniculi রাইবোসোম গঠন থেকে অনুপস্থিত, কিন্তু অন্যান্য বেশিরভাগ ইউক্যারিওট b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens এবং E. cuniculi অভ্যন্তরীণ রাইবোসোমে উপস্থিত।পরজীবীদের অনেকগুলি প্রাচীন, অত্যন্ত সংরক্ষিত rRNA বুলজের অভাব রয়েছে।এই ঘনত্বগুলি রাইবোসোম গঠনকে স্থিতিশীল করে;সুতরাং, মাইক্রোস্পোরিডিয়ায় তাদের অনুপস্থিতি মাইক্রোস্পোরিডিয়া পরজীবীতে rRNA ভাঁজ করার একটি হ্রাস স্থায়িত্ব নির্দেশ করে।P কান্ডের সাথে তুলনা (ব্যাকটেরিয়ায় L7/L12 ডালপালা) দেখায় যে rRNA বাম্পের ক্ষতি কখনও কখনও হারিয়ে যাওয়া বাম্পের পাশে নতুন বাম্পের চেহারার সাথে মিলে যায়।23S/28S rRNA-তে H42 হেলিক্সের একটি প্রাচীন স্ফীতি রয়েছে (Saccharomyces cerevisiae-এ U1206) জীবনের তিনটি ডোমেনে সুরক্ষার কারণে এটি কমপক্ষে 3.5 বিলিয়ন বছর পুরানো।মাইক্রোস্পোরিডিয়ায়, এই স্ফীতি নির্মূল হয়।যাইহোক, হারিয়ে যাওয়া স্ফীতির পাশে একটি নতুন স্ফীতি দেখা দিয়েছে (ই. কুনিকুলিতে A1306)।
আশ্চর্যজনকভাবে, আমরা দেখতে পেয়েছি যে E. cuniculi রাইবোসোমগুলিতে অন্যান্য প্রজাতির মধ্যে পাওয়া বেশিরভাগ rRNA বুলেজের অভাব রয়েছে, যার মধ্যে অন্যান্য ইউক্যারিওটে সংরক্ষিত 30 টিরও বেশি বুলেজ রয়েছে (চিত্র 4a)।এই ক্ষতি রাইবোসোমাল সাবুনিট এবং সংলগ্ন rRNA হেলিসের মধ্যে অনেক যোগাযোগকে দূর করে, কখনও কখনও রাইবোসোমের মধ্যে বড় ফাঁপা শূন্যতা তৈরি করে, যা ই. কুনিকুলি রাইবোসোমকে আরও ঐতিহ্যগত রাইবোসোমের তুলনায় আরও ছিদ্রযুক্ত করে তোলে (চিত্র 4বি)।উল্লেখযোগ্যভাবে, আমরা দেখতে পেয়েছি যে এই বুলজের বেশিরভাগই পূর্বে চিহ্নিত V. necatrix এবং P. locustae রাইবোসোম কাঠামোতেও হারিয়ে গিয়েছিল, যা পূর্ববর্তী কাঠামোগত বিশ্লেষণ 31,32 দ্বারা উপেক্ষা করা হয়েছিল।
কখনও কখনও rRNA bulges হারানো bulges পাশে নতুন bulges বিকাশ দ্বারা অনুষঙ্গী হয়.উদাহরণস্বরূপ, রাইবোসোমাল পি-স্টেমে একটি U1208 স্ফীতি রয়েছে (স্যাক্যারোমাইসেস সেরেভিসিয়াতে) যা ই. কোলি থেকে মানুষের মধ্যে বেঁচে ছিল এবং তাই অনুমান করা হয় 3.5 বিলিয়ন বছর বয়সী।প্রোটিন সংশ্লেষণের সময়, এই স্ফীতিটি P স্টেমকে খোলা এবং বন্ধ কনফর্মেশনের মধ্যে যেতে সাহায্য করে যাতে রাইবোসোম অনুবাদের উপাদানগুলিকে নিয়োগ করতে পারে এবং তাদের সক্রিয় সাইটে সরবরাহ করতে পারে।ই. কুনিকুলি রাইবোসোমে, এই ঘনত্ব অনুপস্থিত;যাইহোক, শুধুমাত্র তিনটি বেস জোড়ায় অবস্থিত একটি নতুন ঘনকরণ (G883) P স্টেমের সর্বোত্তম নমনীয়তা পুনরুদ্ধারে অবদান রাখতে পারে (চিত্র 4c)।
rRNA-এর উপর আমাদের তথ্য থেকে বোঝা যায় যে rRNA ন্যূনতমকরণ রাইবোসোমের পৃষ্ঠের rRNA উপাদানগুলির ক্ষতির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়, তবে রাইবোসোম নিউক্লিয়াসকেও জড়িত করতে পারে, একটি পরজীবী-নির্দিষ্ট আণবিক ত্রুটি তৈরি করতে পারে যা মুক্ত-জীবিত কোষগুলিতে বর্ণনা করা হয়নি।জীবিত প্রজাতি পালন করা হয়।
ক্যানোনিকাল রাইবোসোমাল প্রোটিন এবং আরআরএনএ মডেল করার পরে, আমরা দেখতে পেলাম যে প্রচলিত রাইবোসোমাল উপাদানগুলি ক্রাইও-ইএম চিত্রের তিনটি অংশ ব্যাখ্যা করতে পারে না।এই খণ্ডগুলির মধ্যে দুটি আকারে ছোট অণু (চিত্র 5, পরিপূরক চিত্র 8)।প্রথম সেগমেন্টটি রাইবোসোমাল প্রোটিন uL15 এবং eL18 এর মধ্যে স্যান্ডউইচ করা হয় এমন একটি অবস্থানে যা সাধারণত eL18 এর C-টার্মিনাস দ্বারা দখল করা হয়, যা ই. কুনিকুলিতে ছোট করা হয়।যদিও আমরা এই অণুর পরিচয় নির্ধারণ করতে পারি না, তবে এই ঘনত্বের দ্বীপের আকার এবং আকৃতি স্পার্মিডিন অণুর উপস্থিতি দ্বারা ভালভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।রাইবোসোমের সাথে এর আবদ্ধতা uL15 প্রোটিনে (Asp51 এবং Arg56) মাইক্রোস্পোরিডিয়া-নির্দিষ্ট মিউটেশন দ্বারা স্থিতিশীল হয়, যা এই ছোট অণুর জন্য রাইবোসোমের সখ্যতা বাড়ায় বলে মনে হয়, কারণ তারা uL15 কে ছোট অণুটিকে একটি রাইবোসোমাল কাঠামোতে মোড়ানোর অনুমতি দেয়।পরিপূরক চিত্র 2)।8, অতিরিক্ত ডেটা 1, 2)।
ক্রিও-ইএম ইমেজিং ই. কুনিকুলি রাইবোসোমের সাথে আবদ্ধ রাইবোজের বাইরে নিউক্লিওটাইডের উপস্থিতি দেখায়।E. cuniculi রাইবোসোমে, এই নিউক্লিওটাইডটি 25S rRNA A3186 নিউক্লিওটাইড (Saccharomyces cerevisiae numbering) অন্যান্য ইউক্যারিওটিক রাইবোসোমে একই স্থান দখল করে।b E. cuniculi এর রাইবোসোমাল কাঠামোতে, এই নিউক্লিওটাইডটি রাইবোসোমাল প্রোটিন uL9 এবং eL20 এর মধ্যে অবস্থিত, যার ফলে দুটি প্রোটিনের মধ্যে যোগাযোগ স্থিতিশীল হয়।মাইক্রোস্পোরিডিয়া প্রজাতির মধ্যে cd eL20 ক্রম সংরক্ষণ বিশ্লেষণ।মাইক্রোস্পোরিডিয়া প্রজাতির ফাইলোজেনেটিক গাছ (c) এবং eL20 প্রোটিন (d) এর একাধিক সিকোয়েন্স অ্যালাইনমেন্ট দেখায় যে নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং অবশিষ্টাংশগুলি F170 এবং K172 বেশিরভাগ সাধারণ মাইক্রোস্পোরিডিয়ায় সংরক্ষিত হয়, S. lophii ব্যতীত, প্রারম্ভিক শাখায় exsporidia, যা Microsporidia 3.9.3.e এই চিত্রটি দেখায় যে নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং অবশিষ্টাংশ F170 এবং K172 শুধুমাত্র অত্যন্ত হ্রাসকৃত মাইক্রোস্পোরিডিয়া জিনোমের eL20 তে উপস্থিত, কিন্তু অন্যান্য ইউক্যারিওটে নয়।সামগ্রিকভাবে, এই তথ্যগুলি পরামর্শ দেয় যে মাইক্রোস্পরিডিয়ান রাইবোসোমগুলি একটি নিউক্লিওটাইড বাঁধাই সাইট তৈরি করেছে যা এএমপি অণুগুলিকে আবদ্ধ করে এবং রাইবোসোমাল কাঠামোতে প্রোটিন-প্রোটিন মিথস্ক্রিয়া স্থিতিশীল করতে তাদের ব্যবহার করে।মাইক্রোস্পোরিডিয়ায় এই বাঁধাই সাইটটির উচ্চ সংরক্ষণ এবং অন্যান্য ইউক্যারিওটে এর অনুপস্থিতি পরামর্শ দেয় যে এই সাইটটি মাইক্রোস্পোরিডিয়ার জন্য একটি বেছে বেছে বেঁচে থাকার সুবিধা প্রদান করতে পারে।এইভাবে, মাইক্রোস্পোরিডিয়া রাইবোসোমের নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং পকেটটি পূর্বে বর্ণিত হিসাবে rRNA অবক্ষয়ের একটি অবক্ষয় বৈশিষ্ট্য বা শেষ ফর্ম বলে মনে হয় না, বরং এটি একটি দরকারী বিবর্তনীয় উদ্ভাবন যা মাইক্রোস্পরিডিয়া রাইবোসোমকে সরাসরি ছোট অণুগুলিকে আবদ্ধ করতে দেয়, আণবিক বিল্ডিং ব্লক হিসাবে ব্যবহার করে।রাইবোসোমের জন্য বিল্ডিং ব্লক।এই আবিষ্কারটি মাইক্রোস্পোরিডিয়া রাইবোসোমকে একমাত্র রাইবোসোম করে তোলে যা তার কাঠামোগত বিল্ডিং ব্লক হিসাবে একটি একক নিউক্লিওটাইড ব্যবহার করে।f নিউক্লিওটাইড বাঁধাই থেকে উদ্ভূত অনুমানমূলক বিবর্তনীয় পথ।
দ্বিতীয় কম আণবিক ওজনের ঘনত্বটি রাইবোসোমাল প্রোটিন uL9 এবং eL30 (চিত্র 5a) এর মধ্যে ইন্টারফেসে অবস্থিত।এই ইন্টারফেসটি আগে Saccharomyces cerevisiae ribosome-এর গঠনে rRNA A3186 (ES39L rRNA এক্সটেনশনের অংশ) 38-এর 25S নিউক্লিওটাইডের জন্য বাঁধাই সাইট হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছিল।এটি দেখানো হয়েছিল যে অবক্ষয়িত P. locustae ES39L রাইবোসোমে, এই ইন্টারফেসটি একটি অজানা একক নিউক্লিওটাইড 31 কে আবদ্ধ করে, এবং এটি অনুমান করা হয় যে এই নিউক্লিওটাইডটি rRNA এর একটি হ্রাসকৃত চূড়ান্ত রূপ, যেখানে rRNA এর দৈর্ঘ্য ~130-230 বেস।ES39L একটি একক নিউক্লিওটাইড 32.43 এ কমে গেছে।আমাদের cryo-EM চিত্রগুলি এই ধারণাটিকে সমর্থন করে যে ঘনত্ব নিউক্লিওটাইড দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।যাইহোক, আমাদের কাঠামোর উচ্চতর রেজোলিউশন দেখিয়েছে যে এই নিউক্লিওটাইড একটি এক্সট্রারাইবোসোমাল অণু, সম্ভবত এএমপি (চিত্র 5a, b)।
আমরা তখন জিজ্ঞাসা করেছি যে নিউক্লিওটাইড বাইন্ডিং সাইট ই. কুনিকুলি রাইবোসোমে উপস্থিত হয়েছিল বা এটি আগে বিদ্যমান ছিল কিনা।যেহেতু নিউক্লিওটাইড বাঁধাই প্রধানত eL30 রাইবোসোমাল প্রোটিনে Phe170 এবং Lys172 অবশিষ্টাংশ দ্বারা মধ্যস্থতা করে, তাই আমরা 4396 প্রতিনিধি ইউক্যারিওটে এই অবশিষ্টাংশগুলির সংরক্ষণের মূল্যায়ন করেছি।উপরের UL15 এর ক্ষেত্রে যেমন আমরা দেখতে পেয়েছি যে PHE170 এবং LYS172 অবশিষ্টাংশগুলি কেবলমাত্র সাধারণ মাইক্রোস্পরিডিয়ায় অত্যন্ত সংরক্ষণ করা হয় তবে অ্যাটিপিকাল মাইক্রোস্পরিডিয়া মাইটোস্পরিডিয়াম এবং অ্যাম্ফিয়ামব্লাইস সহ অন্যান্য ইউক্যারিওটসে অনুপস্থিত, যার মধ্যে ES39L আরআরএনএ খণ্ডটি 44, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45-ই)।
একত্রে নেওয়া, এই তথ্যগুলি এই ধারণাটিকে সমর্থন করে যে E. cuniculi এবং সম্ভবত অন্যান্য ক্যানোনিকাল মাইক্রোস্পোরিডিয়া rRNA এবং প্রোটিন স্তরের হ্রাসের জন্য রাইবোসোম গঠনে বৃহৎ সংখ্যক ছোট বিপাককে দক্ষতার সাথে ক্যাপচার করার ক্ষমতা বিকশিত করেছে।এটি করার মাধ্যমে, তারা রাইবোসোমের বাইরে নিউক্লিওটাইডগুলিকে আবদ্ধ করার একটি অনন্য ক্ষমতা তৈরি করেছে, যা দেখায় যে পরজীবী আণবিক গঠনগুলি প্রচুর পরিমাণে ছোট বিপাককে ক্যাপচার করে এবং তাদের অবনতিশীল আরএনএ এবং প্রোটিন খণ্ডের কাঠামোগত অনুকরণ হিসাবে ব্যবহার করে ক্ষতিপূরণ দেয়।.
বৃহৎ রাইবোসোমাল সাবুনিটে পাওয়া আমাদের ক্রাইও-ইএম মানচিত্রের তৃতীয় অনুকরণবিহীন অংশ।আমাদের মানচিত্রের তুলনামূলকভাবে উচ্চ রেজোলিউশন (2.6 Å) পরামর্শ দেয় যে এই ঘনত্বটি বড় সাইড চেইন অবশিষ্টাংশগুলির অনন্য সমন্বয় সহ প্রোটিনের অন্তর্গত, যা আমাদের এই ঘনত্বটিকে পূর্বে অজানা রাইবোসোমাল প্রোটিন হিসাবে সনাক্ত করতে দেয় যা আমরা চিহ্নিত করেছিলাম msL2 (মাইক্রোস্পোরিডিয়া- নির্দিষ্ট প্রোটিন L2) (পদ্ধতি, চিত্র 6)।আমাদের হোমোলজি অনুসন্ধান দেখিয়েছে যে এমএসএল 2 এনসেফালিটার এবং ওরোস্পরিডিয়াম গণের মাইক্রোস্পোরিডিয়া ক্লেডে সংরক্ষিত, তবে অন্যান্য মাইক্রোস্পরিডিয়া সহ অন্যান্য প্রজাতিতে অনুপস্থিত।রাইবোসোমাল কাঠামোতে, msL2 বর্ধিত ES31L rRNA হারানোর ফলে গঠিত একটি ফাঁক দখল করে।এই শূন্যতায়, msL2 rRNA ভাঁজকে স্থিতিশীল করতে সাহায্য করে এবং ES31L এর ক্ষতির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে (চিত্র 6)।
ই. কুনিকুলি রাইবোসোমে পাওয়া মাইক্রোস্পোরিডিয়া-নির্দিষ্ট রাইবোসোমাল প্রোটিন msL2 এর একটি ইলেক্ট্রন ঘনত্ব এবং মডেল।b বেশিরভাগ ইউক্যারিওটিক রাইবোসোম, যার মধ্যে স্যাকারোমাইসিস সেরিভিসিয়ার 80S রাইবোসোম রয়েছে, বেশিরভাগ মাইক্রোস্পরিডিয়ান প্রজাতির মধ্যে ES19L rRNA পরিবর্ধন হারিয়ে গেছে।V. necatrix microsporidia ribosome-এর পূর্বে প্রতিষ্ঠিত গঠন পরামর্শ দেয় যে এই পরজীবীগুলিতে ES19L-এর ক্ষতি নতুন msL1 রাইবোসোমাল প্রোটিনের বিবর্তনের মাধ্যমে পূরণ করা হয়।এই গবেষণায়, আমরা দেখতে পেয়েছি যে E. cuniculi রাইবোসোম ES19L এর ক্ষতির জন্য একটি আপাত ক্ষতিপূরণ হিসাবে একটি অতিরিক্ত রাইবোসোমাল আরএনএ নকল প্রোটিন তৈরি করেছে।যাইহোক, msL2 (বর্তমানে অনুমানমূলক ECU06_1135 প্রোটিন হিসাবে টীকা করা হয়েছে) এবং msL1 এর বিভিন্ন কাঠামোগত এবং বিবর্তনীয় উত্স রয়েছে।c বিবর্তনগতভাবে সম্পর্কহীন msL1 এবং msL2 রাইবোসোমাল প্রোটিনগুলির প্রজন্মের এই আবিষ্কার পরামর্শ দেয় যে যদি রাইবোসোমগুলি তাদের rRNA-তে ক্ষতিকারক মিউটেশন জমা করে, তবে তারা ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত প্রজাতির একটি ছোট উপসেটেও অভূতপূর্ব মাত্রার গঠনগত বৈচিত্র্য অর্জন করতে পারে।এই আবিষ্কারটি মাইটোকন্ড্রিয়াল রাইবোসোমের উৎপত্তি এবং বিবর্তনকে স্পষ্ট করতে সাহায্য করতে পারে, যা প্রজাতি জুড়ে প্রোটিনের সংমিশ্রণে অত্যন্ত হ্রাসকৃত rRNA এবং অস্বাভাবিক পরিবর্তনশীলতার জন্য পরিচিত।
তারপরে আমরা msL2 প্রোটিনকে পূর্বে বর্ণিত msL1 প্রোটিনের সাথে তুলনা করি, V. necatrix রাইবোসোমে পাওয়া একমাত্র মাইক্রোস্পরিডিয়া-নির্দিষ্ট রাইবোসোমাল প্রোটিন।আমরা পরীক্ষা করতে চেয়েছিলাম msL1 এবং msL2 বিবর্তনীয়ভাবে সম্পর্কিত কিনা।আমাদের বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে msL1 এবং msL2 রাইবোসোমাল কাঠামোতে একই গহ্বর দখল করে, তবে তাদের আলাদা প্রাথমিক এবং তৃতীয় কাঠামো রয়েছে, যা তাদের স্বাধীন বিবর্তনীয় উত্স নির্দেশ করে (চিত্র 6)।এইভাবে, msL2 এর আমাদের আবিষ্কার প্রমাণ দেয় যে কমপ্যাক্ট ইউক্যারিওটিক প্রজাতির দলগুলি স্বাধীনভাবে গঠনগতভাবে স্বতন্ত্র রাইবোসোমাল প্রোটিনগুলিকে rRNA খণ্ডের ক্ষতির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে।এই আবিষ্কারটি উল্লেখযোগ্য যে বেশিরভাগ সাইটোপ্লাজমিক ইউক্যারিওটিক রাইবোসোমে একটি অপরিবর্তনীয় প্রোটিন রয়েছে, যার মধ্যে একই পরিবারের 81টি রাইবোসোমাল প্রোটিন রয়েছে।বর্ধিত rRNA সেগমেন্টের ক্ষতির প্রতিক্রিয়ায় মাইক্রোস্পোরিডিয়ার বিভিন্ন ক্লেডে msL1 এবং msL2 এর উপস্থিতি পরামর্শ দেয় যে পরজীবীর আণবিক স্থাপত্যের অবক্ষয় পরজীবীদের ক্ষতিপূরণমূলক মিউটেশনের সন্ধান করতে দেয়, যা শেষ পর্যন্ত বিভিন্ন পরজীবী জনগোষ্ঠীতে তাদের অধিগ্রহণের দিকে নিয়ে যেতে পারে।কাঠামো
অবশেষে, আমাদের মডেলটি সম্পন্ন হলে, আমরা ই. কুনিকুলি রাইবোসোমের সংমিশ্রণকে জিনোম ক্রম থেকে পূর্বাভাসের সাথে তুলনা করেছি।eL14, eL38, eL41 এবং eS30 সহ বেশ কিছু রাইবোসোমাল প্রোটিনকে পূর্বে E. cuniculi জিনোম থেকে অনুপস্থিত বলে মনে করা হয়েছিল কারণ E. cuniculi জিনোম থেকে তাদের সমতুল্য অনুপস্থিতির কারণে।অনেকগুলি রাইবোসোমাল প্রোটিনের ক্ষতির পূর্বাভাস দেওয়া হয় অন্যান্য অত্যন্ত হ্রাসকৃত অন্তঃকোষীয় পরজীবী এবং এন্ডোসিম্বিওন্টগুলিতেও।উদাহরণস্বরূপ, যদিও বেশিরভাগ মুক্ত-জীবিত ব্যাকটেরিয়া 54টি রাইবোসোমাল প্রোটিনের একই পরিবার ধারণ করে, তবে এই প্রোটিন পরিবারের মধ্যে মাত্র 11টি হোস্ট-সীমিত ব্যাকটেরিয়ার প্রতিটি বিশ্লেষণ করা জিনোমে সনাক্তযোগ্য সমতুল্য রয়েছে।এই ধারণার সমর্থনে, V. necatrix এবং P. locustae microsporidia-তে পরীক্ষামূলকভাবে রাইবোসোমাল প্রোটিনের ক্ষতি লক্ষ্য করা গেছে, যেগুলোতে eL38 এবং eL4131,32 প্রোটিনের অভাব রয়েছে।
যাইহোক, আমাদের কাঠামো দেখায় যে শুধুমাত্র eL38, eL41, এবং eS30 প্রকৃতপক্ষে E. cuniculi রাইবোসোমে হারিয়ে গেছে।eL14 প্রোটিন সংরক্ষিত ছিল এবং আমাদের গঠন দেখায় কেন এই প্রোটিন হোমোলজি অনুসন্ধানে পাওয়া যায়নি (চিত্র 7)।E. cuniculi ribosomes-এ, eL14 বাইন্ডিং সাইটটির অধিকাংশই rRNA-এম্প্লিফাইড ES39L-এর অবক্ষয়ের কারণে হারিয়ে যায়।ES39L-এর অনুপস্থিতিতে, eL14 তার বেশিরভাগ গৌণ কাঠামো হারিয়ে ফেলে, এবং E. cuniculi এবং S. cerevisiae-তে eL14 অনুক্রমের মাত্র 18% অভিন্ন ছিল।এই দুর্বল ক্রম সংরক্ষণ উল্লেখযোগ্য কারণ এমনকি Saccharomyces cerevisiae এবং Homo sapiens - 1.5 বিলিয়ন বছরের ব্যবধানে বিবর্তিত জীব - eL14 তে একই অবশিষ্টাংশের 51% এরও বেশি ভাগ করে।সংরক্ষণের এই অস্বাভাবিক ক্ষতি ব্যাখ্যা করে কেন E. cuniculi eL14 বর্তমানে পুটেটিভ M970_061160 প্রোটিন হিসাবে টীকা করা হয়েছে এবং eL1427 রাইবোসোমাল প্রোটিন হিসাবে নয়।
এবং মাইক্রোস্পোরিডিয়া রাইবোসোম ES39L rRNA এক্সটেনশন হারিয়েছে, যা eL14 রাইবোসোমাল প্রোটিন বাইন্ডিং সাইটকে আংশিকভাবে বাদ দিয়েছে।ES39L-এর অনুপস্থিতিতে, eL14 মাইক্রোস্পোর প্রোটিন গৌণ কাঠামোর ক্ষতির মধ্য দিয়ে যায়, যেখানে প্রাক্তন rRNA-বাইন্ডিং α-হেলিক্স একটি ন্যূনতম দৈর্ঘ্যের লুপে পরিণত হয়।b একাধিক সিকোয়েন্স অ্যালাইনমেন্ট দেখায় যে eL14 প্রোটিন ইউক্যারিওটিক প্রজাতিতে অত্যন্ত সংরক্ষিত (খামির এবং মানব হোমোলগগুলির মধ্যে 57% সিকোয়েন্স আইডেন্টিটি), কিন্তু খারাপভাবে সংরক্ষিত এবং মাইক্রোস্পোরিডিয়াতে ভিন্ন (যেখানে 24% এর বেশি অবশিষ্টাংশ eL14 homologue এর সাথে অভিন্ন নয়)।S. cerevisiae বা H. sapiens থেকে)।এই দুর্বল ক্রম সংরক্ষণ এবং গৌণ কাঠামোর পরিবর্তনশীলতা ব্যাখ্যা করে কেন ই. কুনিকুলিতে eL14 হোমোলগ কখনও পাওয়া যায়নি এবং কেন এই প্রোটিনটি ই. কুনিকুলিতে হারিয়ে গেছে বলে মনে করা হয়।বিপরীতে, E. cuniculi eL14 পূর্বে একটি পুটেটিভ M970_061160 প্রোটিন হিসাবে টীকা করা হয়েছিল।এই পর্যবেক্ষণটি পরামর্শ দেয় যে মাইক্রোস্পোরিডিয়া জিনোম বৈচিত্র্য বর্তমানে অতিমাত্রায় মূল্যায়ন করা হয়েছে: বর্তমানে মাইক্রোস্পোরিডিয়ায় হারিয়ে যাওয়া কিছু জিন প্রকৃতপক্ষে সংরক্ষিত আছে, যদিও অত্যন্ত ভিন্ন আকারে;পরিবর্তে, কেউ কেউ কৃমি-নির্দিষ্ট প্রোটিনের জন্য মাইক্রোস্পোরিডিয়া জিনের কোড বলে মনে করা হয় (যেমন, অনুমানমূলক প্রোটিন M970_061160) আসলে অন্যান্য ইউক্যারিওটে পাওয়া খুব বৈচিত্র্যময় প্রোটিনের কোড।
এই অনুসন্ধানটি পরামর্শ দেয় যে rRNA ডিনাচুরেশন সংলগ্ন রাইবোসোমাল প্রোটিনগুলিতে ক্রম সংরক্ষণের নাটকীয় ক্ষতির দিকে নিয়ে যেতে পারে, এই প্রোটিনগুলিকে হোমোলজি অনুসন্ধানের জন্য সনাক্ত করা যায় না।এইভাবে, আমরা ছোট জিনোম জীবের আণবিক অবক্ষয়ের প্রকৃত মাত্রাকে অতিমূল্যায়ন করতে পারি, যেহেতু কিছু প্রোটিন হারিয়ে গেছে বলে মনে করা হয়, যদিও অত্যন্ত পরিবর্তিত আকারে থাকে।
চরম জিনোম হ্রাসের শর্তে কীভাবে পরজীবীরা তাদের আণবিক মেশিনের কাজ ধরে রাখতে পারে?আমাদের গবেষণা ই. কুনিকুলির জটিল আণবিক গঠন (রাইবোসোম) বর্ণনা করে এই প্রশ্নের উত্তর দেয়, একটি ক্ষুদ্রতম ইউক্যারিওটিক জিনোম সহ একটি জীব।
এটি প্রায় দুই দশক ধরে জানা গেছে যে মাইক্রোবিয়াল পরজীবীতে প্রোটিন এবং আরএনএ অণুগুলি প্রায়শই মুক্ত-জীবিত প্রজাতিতে তাদের সমজাতীয় অণুগুলির থেকে পৃথক হয় কারণ তাদের গুণমান নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রের অভাব রয়েছে, মুক্ত-জীবিত জীবাণুতে তাদের আকারের 50% হ্রাস পেয়েছে ইত্যাদি।অনেক দুর্বল মিউটেশন যা ভাঁজ এবং কাজকে ব্যাহত করে।উদাহরণস্বরূপ, অনেক অন্তঃকোষীয় পরজীবী এবং এন্ডোসিম্বিয়নট সহ ছোট জিনোম জীবের রাইবোসোমগুলিতে মুক্ত-জীবিত প্রজাতি 27, 29, 30, 49 এর তুলনায় বেশ কয়েকটি রাইবোসোমাল প্রোটিন এবং এক তৃতীয়াংশ পর্যন্ত rRNA নিউক্লিওটাইডের অভাব রয়েছে বলে আশা করা হচ্ছে। যাইহোক, যেভাবে এই প্যারাসাইটের মাধ্যমে বৃহৎ প্যারাসাইটের কার্যকারিতা বজায় থাকে। জিনোমিক্স
আমাদের অধ্যয়ন দেখায় যে ম্যাক্রোমোলিকিউলসের গঠন বিবর্তনের অনেক দিক প্রকাশ করতে পারে যা অন্তঃকোষীয় পরজীবী এবং অন্যান্য হোস্ট-সীমাবদ্ধ জীবের ঐতিহ্যগত তুলনামূলক জিনোমিক গবেষণা থেকে বের করা কঠিন (পরিপূরক চিত্র 7)।উদাহরণস্বরূপ, eL14 প্রোটিনের উদাহরণ দেখায় যে আমরা পরজীবী প্রজাতির আণবিক যন্ত্রপাতির অবক্ষয়ের প্রকৃত মাত্রাকে অতিমূল্যায়ন করতে পারি।এনসেফালিটিক পরজীবীদের এখন শত শত মাইক্রোস্পরিডিয়া-নির্দিষ্ট জিন আছে বলে বিশ্বাস করা হয়।যাইহোক, আমাদের ফলাফলগুলি দেখায় যে এই আপাতদৃষ্টিতে নির্দিষ্ট জিনগুলির মধ্যে কিছু আসলে জিনের খুব ভিন্ন রূপ যা অন্যান্য ইউক্যারিওটে সাধারণ।অধিকন্তু, msL2 প্রোটিনের উদাহরণ দেখায় কিভাবে আমরা নতুন রাইবোসোমাল প্রোটিনকে উপেক্ষা করি এবং পরজীবী আণবিক মেশিনের বিষয়বস্তুকে অবমূল্যায়ন করি।ছোট অণুর উদাহরণ দেখায় কিভাবে আমরা পরজীবী আণবিক কাঠামোর সবচেয়ে উদ্ভাবনী উদ্ভাবনকে উপেক্ষা করতে পারি যা তাদের নতুন জৈবিক কার্যকলাপ দিতে পারে।
একসাথে নেওয়া, এই ফলাফলগুলি হোস্ট-সীমিত জীবের আণবিক কাঠামো এবং মুক্ত-জীবিত প্রাণীর তাদের প্রতিরূপের মধ্যে পার্থক্য সম্পর্কে আমাদের বোঝার উন্নতি করে।আমরা দেখাই যে আণবিক মেশিনগুলি, যা দীর্ঘকাল ধরে হ্রাস করা, অধঃপতন এবং বিভিন্ন দুর্বল মিউটেশনের সাপেক্ষে, এর পরিবর্তে পদ্ধতিগতভাবে উপেক্ষা করা অস্বাভাবিক কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলির একটি সেট রয়েছে।
অন্যদিকে, E. cuniculi-এর রাইবোসোমে যে অ-বৃহৎ rRNA খণ্ড এবং মিশ্রিত খণ্ডগুলি পাওয়া গেছে তা থেকে বোঝা যায় যে জিনোম হ্রাস এমনকি মৌলিক আণবিক যন্ত্রপাতিগুলির সেই অংশগুলিকেও পরিবর্তন করতে পারে যা জীবনের তিনটি ডোমেনে সংরক্ষিত রয়েছে - প্রায় 3.5 বিলিয়ন বছর পরে।প্রজাতির স্বাধীন বিবর্তন।
E. cuniculi ribosomes-এ bulge-free এবং fused rRNA খন্ডগুলি এন্ডোসিম্বিওটিক ব্যাকটেরিয়াতে RNA অণুর পূর্ববর্তী গবেষণার আলোকে বিশেষ আগ্রহের বিষয়।উদাহরণস্বরূপ, এফিড এন্ডোসিম্বিওন্ট বুচনেরা এফিডিকোলায়, rRNA এবং tRNA অণুগুলির A+T কম্পোজিশন বায়াস এবং নন-ক্যাননিকাল বেস পেয়ারের উচ্চ অনুপাতের কারণে তাপমাত্রা-সংবেদনশীল কাঠামো রয়েছে বলে দেখা গেছে।আরএনএ-তে এই পরিবর্তনগুলি, সেইসাথে প্রোটিন অণুর পরিবর্তনগুলিকে এখন মনে করা হয় যে অংশীদারদের উপর এন্ডোসিম্বিওন্টের অতিরিক্ত নির্ভরতা এবং তাপ 21, 23 স্থানান্তর করতে এন্ডোসিম্বিওন্টের অক্ষমতার জন্য দায়ী।যদিও পরজীবী মাইক্রোস্পোরিডিয়া আরআরএনএ-তে গঠনগতভাবে স্বতন্ত্র পরিবর্তন রয়েছে, তবে এই পরিবর্তনগুলির প্রকৃতি নির্দেশ করে যে তাপীয় স্থিতিশীলতা হ্রাস এবং চ্যাপেরোন প্রোটিনের উপর উচ্চ নির্ভরতা হ্রাস জিনোম সহ জীবের আরএনএ অণুর সাধারণ বৈশিষ্ট্য হতে পারে।
অন্যদিকে, আমাদের কাঠামোগুলি দেখায় যে প্যারাসাইট মাইক্রোস্পোরিডিয়া বিস্তৃতভাবে সংরক্ষিত rRNA এবং প্রোটিন খণ্ডকে প্রতিরোধ করার একটি অনন্য ক্ষমতা বিকাশ করেছে, অবক্ষয়িত rRNA এবং প্রোটিন খণ্ডগুলির কাঠামোগত অনুকরণ হিসাবে প্রচুর এবং সহজে উপলব্ধ ছোট বিপাক ব্যবহার করার ক্ষমতা বিকাশ করেছে।আণবিক কাঠামোর অবনতি।.এই মতামতটি এই সত্য দ্বারা সমর্থিত যে ছোট অণুগুলি যা rRNA এবং E. cuniculi-এর রাইবোসোমে প্রোটিন খণ্ডের ক্ষতির জন্য ক্ষতিপূরণ দেয় uL15 এবং eL30 প্রোটিনের মাইক্রোস্পোরিডিয়া-নির্দিষ্ট অবশিষ্টাংশের সাথে আবদ্ধ হয়।এটি পরামর্শ দেয় যে রাইবোসোমের সাথে ছোট অণুর আবদ্ধতা ইতিবাচক নির্বাচনের একটি পণ্য হতে পারে, যেখানে রাইবোসোমাল প্রোটিনে মাইক্রোস্পোরিডিয়া-নির্দিষ্ট মিউটেশনগুলি ছোট অণুর জন্য রাইবোসোমের সখ্যতা বাড়ানোর ক্ষমতার জন্য নির্বাচিত হয়েছে, যা আরও দক্ষ রাইবোসোমাল জীবের দিকে পরিচালিত করতে পারে।আবিষ্কারটি মাইক্রোবিয়াল পরজীবীর আণবিক কাঠামোতে একটি স্মার্ট উদ্ভাবন প্রকাশ করে এবং আমাদেরকে কীভাবে পরজীবী আণবিক কাঠামো হ্রাসকারী বিবর্তন সত্ত্বেও তাদের কার্যকারিতা বজায় রাখে সে সম্পর্কে আরও ভাল ধারণা দেয়।
বর্তমানে, এই ছোট অণুগুলির সনাক্তকরণ অস্পষ্ট রয়ে গেছে।মাইক্রোস্পোরিডিয়া প্রজাতির মধ্যে রাইবোসোমাল গঠনে এই ছোট অণুর চেহারা কেন আলাদা তা স্পষ্ট নয়।বিশেষ করে, V. necatrix-এর eL20 এবং K172 প্রোটিনে F170 অবশিষ্টাংশ থাকা সত্ত্বেও E. cuniculi এবং P. locustae-এর রাইবোসোমে কেন নিউক্লিওটাইড বাঁধাই পরিলক্ষিত হয় এবং V. necatrix-এর রাইবোসোমে নয় তা স্পষ্ট নয়।এই অপসারণটি অবশিষ্টাংশ 43 uL6 (নিউক্লিওটাইড বাইন্ডিং পকেটের পাশে অবস্থিত) দ্বারা সৃষ্ট হতে পারে, যা V. necatrix-এ টাইরোসিন এবং E. cuniculi এবং P. locustae-তে থ্রোনিন নয়।Tyr43 এর বিশাল সুগন্ধি সাইড চেইন স্টেরিক ওভারল্যাপের কারণে নিউক্লিওটাইড বাঁধাইয়ে হস্তক্ষেপ করতে পারে।বিকল্পভাবে, আপাত নিউক্লিওটাইড অপসারণ ক্রাইও-ইএম ইমেজিংয়ের কম রেজোলিউশনের কারণে হতে পারে, যা ভি. নেক্যাট্রিক্স রাইবোসোমাল খণ্ডের মডেলিংকে বাধা দেয়।
অন্যদিকে, আমাদের কাজ পরামর্শ দেয় যে জিনোম ক্ষয়ের প্রক্রিয়া একটি উদ্ভাবনী শক্তি হতে পারে।বিশেষ করে, E. cuniculi রাইবোসোমের গঠন নির্দেশ করে যে মাইক্রোস্পোরিডিয়া রাইবোসোমে rRNA এবং প্রোটিন খন্ডের ক্ষতি বিবর্তনীয় চাপ সৃষ্টি করে যা রাইবোসোম গঠনে পরিবর্তন আনে।এই রূপগুলি রাইবোসোমের সক্রিয় স্থান থেকে অনেক দূরে ঘটে এবং সর্বোত্তম রাইবোজোম সমাবেশ বজায় রাখতে (বা পুনরুদ্ধার করতে) সাহায্য করে যা অন্যথায় হ্রাসকৃত rRNA দ্বারা ব্যাহত হবে।এটি পরামর্শ দেয় যে মাইক্রোস্পোরিডিয়া রাইবোসোমের একটি বড় উদ্ভাবন জিনের প্রবাহকে বাফার করার প্রয়োজনে বিবর্তিত হয়েছে বলে মনে হচ্ছে।
সম্ভবত এটি নিউক্লিওটাইড বাইন্ডিং দ্বারা সর্বোত্তমভাবে চিত্রিত হয়েছে, যা এখনও পর্যন্ত অন্যান্য জীবের মধ্যে পরিলক্ষিত হয়নি।যে নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং অবশিষ্টাংশগুলি সাধারণ মাইক্রোস্পোরিডিয়াতে উপস্থিত থাকে, কিন্তু অন্যান্য ইউক্যারিওটে নয়, এটি পরামর্শ দেয় যে নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং সাইটগুলি কেবল অদৃশ্য হওয়ার অপেক্ষায় থাকা অবশেষ নয়, অথবা rRNA-এর জন্য পৃথক নিউক্লিওটাইডের আকারে পুনরুদ্ধার করার চূড়ান্ত স্থান নয়।পরিবর্তে, এই সাইটটি একটি দরকারী বৈশিষ্ট্যের মতো মনে হচ্ছে যা ইতিবাচক নির্বাচনের বিভিন্ন রাউন্ডে বিকশিত হতে পারে।নিউক্লিওটাইড বাইন্ডিং সাইটগুলি প্রাকৃতিক নির্বাচনের একটি উপজাত হতে পারে: একবার ES39L ক্ষয়প্রাপ্ত হলে, মাইক্রোস্পোরিডিয়া ES39L এর অনুপস্থিতিতে সর্বোত্তম রাইবোসোম বায়োজেনেসিস পুনরুদ্ধার করার জন্য ক্ষতিপূরণ চাইতে বাধ্য হয়।যেহেতু এই নিউক্লিওটাইডটি ES39L-এ A3186 নিউক্লিওটাইডের আণবিক যোগাযোগের অনুকরণ করতে পারে, তাই নিউক্লিওটাইড অণুটি রাইবোসোমের একটি বিল্ডিং ব্লকে পরিণত হয়, যার বাঁধনটি eL30 অনুক্রমের মিউটেশনের মাধ্যমে আরও উন্নত হয়।
অন্তঃকোষীয় পরজীবীগুলির আণবিক বিবর্তনের বিষয়ে, আমাদের গবেষণায় দেখা যায় যে ডারউইনের প্রাকৃতিক নির্বাচনের শক্তি এবং জিনোম ক্ষয়ের জেনেটিক প্রবাহ সমান্তরালভাবে কাজ করে না, বরং দোদুল্যমান।প্রথমত, জিনগত প্রবাহ জৈব অণুর গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলিকে দূর করে, যার ফলে ক্ষতিপূরণের খুব প্রয়োজন হয়।শুধুমাত্র যখন পরজীবীরা ডারউইনের প্রাকৃতিক নির্বাচনের মাধ্যমে এই চাহিদা পূরণ করবে তখনই তাদের ম্যাক্রোমোলিকিউলগুলি তাদের সবচেয়ে চিত্তাকর্ষক এবং উদ্ভাবনী বৈশিষ্ট্যগুলি বিকাশ করার সুযোগ পাবে।গুরুত্বপূর্ণভাবে, ই. কুনিকুলি রাইবোসোমে নিউক্লিওটাইড বাইন্ডিং সাইটগুলির বিবর্তন পরামর্শ দেয় যে আণবিক বিবর্তনের এই ক্ষতি থেকে লাভের প্যাটার্নটি কেবল ক্ষতিকারক মিউটেশনগুলিকে বাতিল করে না, তবে কখনও কখনও পরজীবী ম্যাক্রোমোলিকিউলে সম্পূর্ণ নতুন ফাংশন প্রদান করে।
এই ধারণাটি সেওয়েল রাইটের চলমান ভারসাম্য তত্ত্বের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা বলে যে প্রাকৃতিক নির্বাচনের একটি কঠোর ব্যবস্থা জীবের উদ্ভাবনের ক্ষমতাকে সীমিত করে 51,52,53।যাইহোক, যদি জেনেটিক ড্রিফ্ট প্রাকৃতিক নির্বাচনকে ব্যাহত করে, তবে এই ড্রিফটগুলি এমন পরিবর্তনগুলি তৈরি করতে পারে যা নিজেদের মধ্যে অভিযোজিত (বা এমনকি ক্ষতিকারক) নয় কিন্তু আরও পরিবর্তনের দিকে নিয়ে যায় যা উচ্চতর ফিটনেস বা নতুন জৈবিক কার্যকলাপ প্রদান করে।আমাদের কাঠামো এই ধারণাটিকে সমর্থন করে যে একই ধরনের মিউটেশন যা একটি বায়োমোলিকুলের ভাঁজ এবং কার্যকারিতা হ্রাস করে তার উন্নতির জন্য প্রধান ট্রিগার বলে মনে হয়।উইন-উইন বিবর্তনীয় মডেলের সাথে সামঞ্জস্য রেখে, আমাদের অধ্যয়ন দেখায় যে জিনোম ক্ষয়, ঐতিহ্যগতভাবে একটি অধঃপতন প্রক্রিয়া হিসাবে দেখা হয়, এটিও উদ্ভাবনের একটি প্রধান চালক, কখনও কখনও এবং সম্ভবত প্রায়শই ম্যাক্রোমোলিকিউলগুলিকে নতুন পরজীবী ক্রিয়াকলাপ অর্জনের অনুমতি দেয়।তাদের ব্যবহার করতে পারেন।