Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tacaíocht teoranta CSS ag an leagan brabhsálaí atá in úsáid agat.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, cuirfimid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Is éard atá i gceist le héabhlóid paraisítí miocróbach ná frithghníomh idir roghnú nádúrtha, rud a chuireann feabhas ar pharasítí, agus sruth géiniteach, rud a fhágann go gcaillfidh paraisítí géinte agus carnann siad sócháin díobhálach.Anseo, d'fhonn tuiscint a fháil ar an gcaoi a dtarlaíonn an frithghníomh seo ar scála mhacramóilín amháin, déanaimid cur síos ar struchtúr cryo-EM an ribosome de Encephalitozoon cuniculi, orgánach eucaryotic le ceann de na géanóim is lú sa nádúr.Tá athruithe struchtúracha gan fasach ag gabháil leis an laghdú mór ar rRNA i ribosóim E. cuniculi, amhail éabhlóid nascóirí rRNA comhleáite roimhe seo agus rRNA gan bulges.Ina theannta sin, tháinig an ribosome E. cuniculi slán as caillteanas blúirí agus próitéiní rRNA trí fhorbairt a dhéanamh ar an gcumas móilíní beaga a úsáid mar aithrisí struchtúracha ar blúirí agus próitéiní rRNA díghrádaithe.Tríd is tríd, léirímid go bhfuil roinnt meicníochtaí cúitimh ag struchtúir mhóilíneacha a measadh le fada a bheith laghdaithe, meathlaithe, agus faoi réir sócháin lagaithe a choinníonn gníomhach iad in ainneoin crapthaí móra móilíneacha.
Toisc go bhfuil uirlisí uathúla móilíneacha ag formhór na ngrúpaí de pharasítí miocróbacha chun a gcuid óstaigh a shaothrú, is minic a bhíonn orainn teiripí éagsúla a fhorbairt do ghrúpaí éagsúla paraisítí1,2.Mar sin féin, tugann fianaise nua le tuiscint go bhfuil gnéithe áirithe d’éabhlóid na seadán coinbhéirseach agus intuartha den chuid is mó, rud a thugann le fios go bhfuil bunús féideartha le haghaidh idirghabhálacha teiripeacha leathana i seadáin mhiocróbacha3,4,5,6,7,8,9.
Sainaithníodh in obair roimhe seo treocht choiteann éabhlóideach i seadáin mhiocróbacha ar a dtugtar laghdú géanóim nó meath géanóim10,11,12,13.Léiríonn taighde reatha, nuair a éiríonn le miocrorgánaigh a stíl mhaireachtála saor in aisce agus a n-éiríonn siad ina pharasítí infhéitheacha (nó ina n-endosymbionts), go n-imíonn a ngéanóim meiteamorfaí mall ach iontach thar na milliúin bliain9,11.I bpróiseas ar a dtugtar lobhadh géanóm, carnann paraisítí miocróbacha sócháin díobhálach a iompaíonn go leor géinte a raibh tábhacht leo roimhe seo ina pseudogenes, rud a fhágann caillteanas géine de réir a chéile agus titim sócháin14,15.Is féidir leis an titim seo suas le 95% de na géinte a scriosadh sna horgánaigh intracellular is sine i gcomparáid le speicis shaorbheo a bhfuil dlúthbhaint acu leo.Mar sin, tá éabhlóid na paraisítí intracellular ina tug-of-war idir dhá fhórsa freasúra: roghnú nádúrtha Darwinian, as a dtiocfaidh feabhas ar na paraisítí, agus titim an genome, paraisítí a chaitheamh i oblivion.Níl sé soiléir fós cén chaoi ar éirigh leis an seadán éirí as an tarraingt chogaidh seo agus gníomhaíocht a struchtúir mhóilíneach a choinneáil.
Cé nach dtuigtear go hiomlán meicníocht an lobhadh genome, is cosúil go dtarlaíonn sé go príomha mar gheall ar shreabhadh géiniteach go minic.Toisc go gcónaíonn paraisítí i ndaonraí beaga, éighnéasacha agus géiniteacha teoranta, ní féidir leo deireadh a chur go héifeachtach le sócháin díobhálach a tharlaíonn uaireanta le linn macasamhlú DNA.Mar thoradh air seo carnadh do-aisiompaithe sócháin díobhálacha agus laghdú ar an genome parasite.Mar thoradh air sin, ní hamháin go gcaillfidh an parasite géinte nach bhfuil riachtanach a thuilleadh chun a maireachtáil sa timpeallacht intracellular.Is éard atá i gceist le neamhábaltacht dhaonraí paraisítí deireadh a chur go héifeachtach le sócháin díobhálacha treallach a fhágann go carnann na sócháin seo ar fud an ghéanóim, lena n-áirítear na géinte is tábhachtaí acu.
Tá go leor dár dtuiscint reatha ar laghdú géanóim bunaithe go hiomlán ar chomparáidí de sheichimh ghéanóim, agus is lú an aird a thugtar ar athruithe ar mhóilíní iarbhír a chomhlíonann feidhmeanna coimeádta agus a fheidhmíonn mar spriocanna féideartha drugaí.Tá sé léirithe ag staidéir chomparáideacha gur dealraitheach go ndéanann ualach sócháin mhiocróbacha díobhálacha incheallacha próitéiní agus aigéid núicléacha a chur amú agus a chomhiomlánú, rud a fhágann go bhfuil siad ag brath níos mó ar chaperone agus go bhfuil siad hipiríogaireach i leith teasa19,20,21,22,23.Ina theannta sin, bhain paraisítí éagsúla - éabhlóid neamhspleách uaireanta scartha le suas le 2.5 billiún bliain - cailleadh cosúil le hionaid rialaithe cáilíochta ina sintéis próitéin5,6 agus meicníochtaí deisithe DNA24.Mar sin féin, is beag atá ar eolas faoin tionchar a bhíonn ag stíl mhaireachtála incheallach ar gach airí eile de mhacramóilíní ceallacha, lena n-áirítear oiriúnú móilíneach d'ualach méadaitheach sócháin díobhálach.
San obair seo, chun tuiscint níos fearr a fháil ar éabhlóid próitéiní agus aigéid núicléacha na miocrorgánaigh intracellular, chinneamar struchtúr ribosomes an pharasítí intracellular Encephalitozoon cuniculi.Orgánach cosúil le fungas is ea E. cuniculi a bhaineann le grúpa de mhicreasporidia seadánacha a bhfuil géanóim eocarótacha neamhghnácha beaga acu agus a úsáidtear mar sin mar orgánaigh mhúnla chun staidéar a dhéanamh ar mheath an ghéanóim25,26,27,28,29,30.Le déanaí, socraíodh struchtúr ribosome cryo-EM le haghaidh géanóim measartha laghdaithe Microsporidia, Paranosema locustae, agus Vairimorpha necatrix31,32 (~ genome 3.2 Mb).Tugann na struchtúir seo le fios go gcúitítear caillteanas áirithe ar aimpliú rRNA trí theagmhálacha nua a fhorbairt idir próitéiní ribosómacha comharsanacha nó trí phróitéiní ribosómacha nua msL131,32 a fháil.Léiríonn einceifilíteas Speiceas (géanóm ~2.5 milliún bp), mar aon lena n-Ordospóra gaol is gaire, an leibhéal deiridh de laghdú géanóm in eukaryotes - tá níos lú ná 2000 géinte códaithe próitéine acu, agus táthar ag súil nach bhfuil ina gcuid ribosóim gan ach blúirí leathnaithe rRNA (bíonn blúirí rRNA a dhéanann idirdhealú idir ribeasóim eucaryotic agus ribeasóim baictéarach) d'easpa ribeasóim eucaryotic agus ribeasóim baictéarach freisin. sa ghéanóim E. cuniculi26,27,28.Dá bhrí sin, tháinig muid ar an gconclúid gur féidir leis an ribosome E. cuniculi straitéisí anaithnide roimhe seo a nochtadh maidir le hoiriúnú móilíneach do lobhadh genome.
Léiríonn ár struchtúr cryo-EM an ribosome cíteaplasma eucaryotic is lú le bheith tréithrithe agus tugann sé léargas ar an gcaoi a mbíonn tionchar ag leibhéal deiridh an laghdaithe genome ar struchtúr, ar thionól agus ar éabhlóid an innealra mhóilíneach atá lárnach don chill.Fuaireamar amach go sáraíonn an ribosome E. cuniculi go leor de na prionsabail a chaomhnaítear go forleathan maidir le fillte RNA agus cóimeáil ribosome, agus fuair sé amach próitéin ribosomal nua nach raibh ar eolas roimhe seo.Gan choinne, léirímid go bhfuil an cumas ag ribeasóim micreasporidia móilíní beaga a cheangal, agus hipitéis a thabhairt go spreagann teasctha i rRNA agus i bpróitéiní nuálaíochtaí éabhlóideacha a d'fhéadfadh cáilíochtaí úsáideacha a thabhairt don ribosome ar deireadh thiar.
Chun ár dtuiscint ar éabhlóid próitéiní agus aigéid núicléacha in orgánaigh intracellular a fheabhsú, bheartaíomar spóir E. cuniculi a leithlisiú ó chultúir na gcealla mamacha ionfhabhtaithe d'fhonn a ribosóim a íonú agus struchtúr na ribosóim seo a chinneadh.Tá sé deacair líon mór micreasporidia seadánacha a fháil mar ní féidir microsporidia a shaothrú i meán cothaitheach.Ina áit sin, fásann siad agus ní atáirgeann siad ach taobh istigh den chill óstach.Dá bhrí sin, chun bithmhais E. cuniculi a fháil le haghaidh íonú ribosome, rinneamar an líne chill duáin mhamach RK13 a ionfhabhtú le spóir E. cuniculi agus saothróimid na cealla ionfhabhtaithe seo ar feadh roinnt seachtainí chun ligean do E. cuniculi fás agus iolrú.Ag baint úsáide as monolayer cille ionfhabhtaithe de thart ar leath mhéadar cearnach, bhíomar in ann a íonú thart ar 300 mg de spóir Microsporidia agus iad a úsáid chun aonrú ribosomes.Ansin chuireamar isteach ar na spóir íonaithe le coirníní gloine agus d'aonraigh muid na ribeasóim amh ag baint úsáide as codánúchán glycol poileitiléin de réir a chéile ar na lísáití.Cheadaigh sé seo dúinn thart ar 300 µg de ribosomes E. cuniculi amh a fháil le haghaidh anailíse struchtúracha.
Ansin bhailigh muid íomhánna cryo-EM ag baint úsáide as na samplaí ribosome a tháinig as agus phróiseáil muid na híomhánna seo ag baint úsáide as maisc a fhreagraíonn don fho-aonad ribosómach mór, ceann fo-aonad beag, agus fo-aonad beag.Le linn an phróisis seo, bhailigh muid íomhánna de thart ar 108,000 cáithníní ribosomal agus ríomh íomhánna cryo-EM le taifeach 2.7 Å (Figiúirí Forlíontacha 1-3).Bhaineamar úsáid as íomhánna cryoEM ansin chun rRNA a shamhaltú, próitéin ribosómach, agus fachtóir geimhridh Mdf1 a bhaineann le ribeasóim E. cuniculi (Fíor 1a, b).
Struchtúr an ribosome E. cuniculi i gcoimpléasc leis an bhfachtóir geimhridh Mdf1 (pdb id 7QEP).b Léarscáil den fhachtóir geimhridh Mdf1 a bhaineann leis an ribosome E. cuniculi.c Léarscáil struchtúir thánaisteach a dhéanann comparáid idir rRNA aisghafa i speiceas Micreasporidiach agus struchtúir ribosómacha aitheanta.Taispeánann na painéil suíomh na blúirí rRNA aimplithe (ES) agus na suíomhanna gníomhacha ribosome, lena n-áirítear an suíomh díchódaithe (DC), an lúb sarcinicin (SRL), agus an t-ionad peptidyl transferase (PTC).d Tugann an dlús leictreon a fhreagraíonn d'ionad peptidyl transferase an ribosome E. cuniculi le fios go bhfuil an struchtúr céanna ag an suíomh catalaíoch seo sa pharasít E. cuniculi agus ina óstaigh, lena n-áirítear H. sapiens.e, f Léiríonn an dlús leictreon comhfhreagrach den lárionad díchódaithe (e) agus struchtúr scéimreach an lárionaid díchódaithe (f) go bhfuil iarmhair U1491 ag E. cuniculi in ionad A1491 (uimhir E. coli) i go leor eukaryotes eile.Tugann an t-athrú seo le tuiscint go bhféadfadh E. cuniculi a bheith íogair d’antaibheathaigh a dhíríonn ar an suíomh gníomhach seo.
I gcodarsnacht leis na struchtúir a bunaíodh roimhe seo de ribeasóim V. necatrix agus P. locustae (is ionann an dá struchtúr agus an teaghlach microsporidia Nosematidae céanna agus tá siad an-chosúil lena chéile), téann 31,32 ribosóim E. cuniculi faoi phróisis iomadúla rRNA agus ilroinnt próitéine.Dínádúrú breise (Figiúirí Forlíontacha 4-6).I rRNA, áiríodh leis na hathruithe is suntasaí caillteanas iomlán den bhlúire rRNA amplified ES12L 25S agus díghiniúint páirteach h39, h41, agus H18 héileacaptair (Fig. 1c, Forlíontach Fíor. 4).I measc próitéiní ribosómacha, bhí caillteanas iomlán an phróitéin eS30 san áireamh sna hathruithe is suntasaí agus giorrú na bpróitéiní eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17, agus eS7 (Figiúirí Forlíontacha 4, 5).
Mar sin, léirítear laghdú mór ar ghéanóim na speiceas einceifileatozoon/Ordospora ina struchtúr ribosome: Is i ribosóim E. cuniculi a bhíonn an caillteanas is drámatúla san ábhar próitéine i ribosóim cíteaplasmacha eucaryotic faoi réir tréithrithe struchtúracha, agus níl na blúirí rRNA agus próitéine sin acu a chaomhnaítear go forleathan ní hamháin i bhfearann ​​​​na beatha, ach freisin.Soláthraíonn struchtúr an ribosome E. cuniculi an chéad mhúnla móilíneach le haghaidh na n-athruithe seo agus nochtann sé imeachtaí éabhlóideacha a ndearna géanóm comparáideach agus staidéir ar struchtúr bithmhóilíneach intracellular (Fíor Forlíontach 7).Anseo thíos, déanaimid cur síos ar gach ceann de na himeachtaí seo mar aon lena mbunús éabhlóideach dóchúil agus a dtionchar féideartha ar fheidhm ribosome.
Fuaireamar amach ansin, chomh maith le teascáin mhóra rRNA, go bhfuil éagsúlachtaí rRNA ag ribeasóim E. cuniculi ag ceann dá suíomhanna gníomhacha.Cé go bhfuil an struchtúr céanna ag lárionad peptidyl transferase an ribosome E. cuniculi le ribosomes eucaryotic eile (Fíor 1d), tá an t-ionad díchódaithe difriúil mar gheall ar éagsúlacht seicheamh ag nucleotide 1491 (Uimhriú E. coli, Fíor 1e, f).Tá an bhreathnóireacht seo tábhachtach toisc go mbíonn iarmhair G1408 agus A1491 i láthair díchódaithe ribosóim eucaryotic i gcomparáid le hiarmhair de chineál baictéarach A1408 agus G1491.Is é an t-athrú seo is bonn d’íogaireacht dhifriúil ribosóim bhaictéaracha agus eucaryotic don teaghlach aminoglycoside d’antaibheathaigh ribosómacha agus do mhóilíní beaga eile a dhíríonn ar an suíomh díchódaithe.Ag suíomh díchódaithe an ribosome E. cuniculi, cuireadh U1491 in ionad iarmhair A1491, rud a d'fhéadfadh comhéadan uathúil ceangailteach a chruthú do mhóilíní beaga a dhíríonn ar an suíomh gníomhach seo.Tá an leagan céanna A14901 i láthair freisin i microsporidia eile cosúil le P. locustae agus V. necatrix, rud a thugann le tuiscint go bhfuil sé forleathan i measc speiceas microsporidia (Fíor 1f).
Toisc go raibh ár samplaí ribosome E. cuniculi scoite amach ó spóir neamhghníomhacha meitibileach, rinneamar tástáil ar léarscáil cryo-EM de E. cuniculi le haghaidh ceangailteach ribosome a ndearnadh cur síos air roimhe seo faoi choinníollacha strus nó ocras.Fachtóirí geimhridh 31,32,36,37, 38. Rinneamar an struchtúr a bhí bunaithe roimhe seo den ribosome geimhridh a mheaitseáil leis an léarscáil cryo-EM den ribosome E. cuniculi.Le haghaidh dugála, baineadh úsáid as ribosomes S. cerevisiae i gcoimpléasc le fachtóir geimhridh Stm138, ribosóim locust i gcoimpléasc le fachtóir Lso232, agus ribosomes V. necatrix i gcoimpléasc le fachtóirí Mdf1 agus Mdf231.Ag an am céanna, fuair muid an dlús cryo-EM a fhreagraíonn don fhachtóir eile Mdf1.Cosúil le ceangal Mdf1 leis an ribosome V. necatrix, ceanglaíonn Mdf1 leis an ribosome E. cuniculi freisin, áit a blocálann sé suíomh E an ribosome, b'fhéidir ag cabhrú le ribosomes a chur ar fáil nuair a éiríonn spóir seadánacha neamhghníomhach go meitibileach nuair a dhéantar an corp a dhíghníomhachtú (Fíor 2).).
Déanann Mdf1 suíomh E an ribosome a bhlocáil, rud is cosúil go gcabhraíonn sé leis an ribosome a dhíghníomhachtú nuair a éiríonn spóir seadánacha neamhghníomhach go meitibileach.I struchtúr an ribosome E. cuniculi, fuair muid amach go ndéanann Mdf1 teagmháil anaithnid roimhe seo leis an gas ribosome L1, an chuid den ribosome a éascaíonn scaoileadh tRNA díacylated ón ribosome le linn sintéise próitéin.Tugann na teagmhálaithe seo le fios go ndíscaoileann Mdf1 ón ribosome ag baint úsáide as an meicníocht chéanna le tRNA dí-aicéitilithe, ag soláthar míniú féideartha ar conas a bhaineann an ribosome Mdf1 le sintéis próitéin a athghníomhachtú.
Mar sin féin, léirigh ár struchtúr teagmháil anaithnid idir Mdf1 agus an cos ribosome L1 (an chuid den ribosome a chuidíonn le scaoileadh tRNA díacylated ón ribosome le linn sintéise próitéin).Go háirithe, úsáideann Mdf1 na teagmhálacha céanna leis an deighleog elbow den mhóilín tRNA díacylated (Fíor 2).Léirigh an samhaltú móilíneach seo nach raibh ar eolas roimhe seo go ndéanann Mdf1 dícheangail ón ribosome ag baint úsáide as an meicníocht chéanna le tRNA dí-aicéitilithe, a mhíníonn conas a bhaineann an ribosome an fachtóir geimhridh seo chun sintéis próitéin a athghníomhú.
Agus an tsamhail rRNA á thógáil, fuaireamar amach go bhfuil blúirí rRNA fillte thar a bheith fillte ar an ribosome E. cuniculi, ar a dtugamar rRNA comhleáite (Fíor 3).I ribeasóim a théann trasna na dtrí réimse den saol, fillteann rRNA isteach i struchtúir ina mbunaíonn an chuid is mó rRNA péire bunáite agus fillte lena chéile nó ina n-idirghníomhaíonn siad le próitéiní ribosómacha38,39,40.Mar sin féin, i ribosomes E. cuniculi, is cosúil go sáraíonn rRNAnna an prionsabal fillte seo trí chuid dá helices a thiontú ina réigiúin rRNA neamhfhillte.
Struchtúr an héilics rRNA H18 25S i S. cerevisiae, V. necatrix, agus E. cuniculi.Go hiondúil, i ribosóim a chuimsíonn na trí réimse saoil, cornálann an nascóir seo isteach i héilics RNA ina bhfuil idir 24 agus 34 iarmhair.I Microsporidia, i gcodarsnacht leis sin, laghdaítear an nascóir rRNA seo de réir a chéile go dhá nascóirí aonshnáithe-saibhir fualán nach bhfuil ach 12 iarmhar iontu.Tá an chuid is mó de na hiarmhair seo nochta do thuaslagóirí.Léiríonn an figiúr gur dealraitheach go sáraíonn microsporidia seadánacha na prionsabail ghinearálta a bhaineann le fillte rRNA, áit a gcuirtear bunanna rRNA le chéile de ghnáth le bunanna eile nó go mbíonn baint acu le hidirghníomhaíochtaí rRNA-próitéine.I microsporidia, glacann roinnt blúirí rRNA huaire neamhfhabhrach, ina n-éiríonn an t-iar-helix rRNA ina blúire aonshnáithe fadaithe beagnach i líne dhíreach.Ligeann láithreacht na réigiún neamhghnách seo don microsporidia rRNA blúirí rRNA i bhfad i gcéin a cheangal ag baint úsáide as líon íosta de bhunanna RNA.
Is féidir an sampla is suntasaí den trasdul éabhlóideach seo a thabhairt faoi deara sa héilics rRNA H18 25S (Fíor 3).I speicis ó E. coli go daoine, tá 24-32 núicléatídí i mbun an héilics rRNA seo, rud a chruthaíonn héilics beagán neamhrialta.I struchtúir ribosómacha a aithníodh roimhe seo ó V. necatrix agus P. locustae,31,32 tá bunanna an héilics H18 neamhscoite go páirteach, ach tá péireáil bonn núicléitíde caomhnaithe.Mar sin féin, in E. cuniculi is é an blúire rRNA seo na nascóirí is giorra 228UUUGU232 agus 301UUUUUUUUU307.Murab ionann agus blúirí rRNA tipiciúla, ní dhéanann na nascóirí saibhir fualán seo cornal nó teagmháil fhairsing le próitéiní ribosomal.Ina áit sin, glacann siad struchtúir tuaslagóir-oscailte agus go hiomlán neamhfhillte ina bhfuil na snáitheanna rRNA síneadh beagnach díreach.Míníonn an comhfhoirmiú sínte seo conas nach n-úsáideann E. cuniculi ach 12 bhonn RNA chun an bhearna 33 Å idir na héilíosanna rRNA H16 agus H18 a líonadh, agus éilíonn speicis eile dhá oiread bonn rRNA ar a laghad chun an bhearna a líonadh.
Mar sin, is féidir linn a léiriú, trí fhilleadh neamhfhabhrach go fuinniúil, go bhfuil straitéis forbartha ag micreasporidia seadánacha chun fiú na codanna rRNA sin a chaomhnaítear go ginearálta thar speicis sna trí réimse saoil a chonradh.De réir dealraimh, trí shócháin a charnadh a chlaochlaíonn héilíosanna rRNA ina nascóirí gearra il-U, is féidir le E. cuniculi blúirí rRNA neamhghnácha a chruthú ina bhfuil a laghad núicléatídí agus is féidir chun blúirí rRNA distal a ligeadh.Cuidíonn sé seo le míniú a thabhairt ar an gcaoi ar bhain microsporidia laghdú suntasach amach ar a mbunstruchtúr móilíneach gan a sláine struchtúrach agus feidhmiúil a chailliúint.
Gné neamhghnách eile de rRNA E. cuniculi ná an chuma ar rRNA gan tiús (Fíor 4).Is núicléatídí iad bolgáin gan bunphéirí a chastar amach as an héilics RNA in ionad dul i bhfolach ann.Feidhmíonn formhór na n-easbhrúiteáin rRNA mar ghreamaitheacha móilíneacha, ag cuidiú le próitéiní ribosómacha in aice láimhe nó blúirí rRNA eile a cheangal.Feidhmíonn cuid de na bolgáin mar insí, rud a ligeann don rRNA helix flexiú agus a fhilleadh ar an mbealach is fearr le haghaidh sintéise táirgiúil próitéin 41 .
a Tá protrusion rRNA (uimhriú S. cerevisiae) as láthair ón struchtúr ribeasóim E. cuniculi, ach tá sé i láthair sa chuid is mó de ribeasóim inmheánacha b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens, agus E. cuniculi.tá go leor de na bulges rRNA ársa, an-chaomhnaithe in easnamh ar na paraisítí.Cobhsaíonn na tiúsálacha seo an struchtúr ribosome;dá bhrí sin, léiríonn a n-éagmais i microsporidia cobhsaíocht laghdaithe fillte rRNA i paraisítí microsporidia.Léiríonn comparáid le gas P (gas L7/L12 i mbaictéar) go dtagann caillteanas bumps rRNA uaireanta le cuma bumps nua in aice leis na bumps caillte.Meastar go bhfuil bulge ársa ag an héilics H42 sa rRNA 23S/28S (U1206 in Saccharomyces cerevisiae) a bheith ar a laghad 3.5 billiún bliain d'aois mar gheall ar a chosaint i dtrí réimse den saol.I microsporidia, cuirtear deireadh leis an bulge seo.Mar sin féin, bhí bulge nua le feiceáil in aice leis an bulge caillte (A1306 in E. cuniculi).
Go suntasach, fuaireamar amach go bhfuil easpa ribeasóim E. cuniculi an chuid is mó de na bulges rRNA le fáil i speicis eile, lena n-áirítear níos mó ná 30 bulges caomhnaithe i eukaryotes eile (Fig. 4a).Cuireann an caillteanas seo deireadh le go leor teagmhálacha idir fo-aonaid ribosómacha agus helices rRNA cóngaracha, uaireanta cruthaítear folúsaí móra loga laistigh den ribosome, rud a fhágann go bhfuil ribosome an E. cuniculi níos scagach i gcomparáid le ribeasóim níos traidisiúnta (Fig. 4b).Go háirithe, fuaireamar amach gur cailleadh an chuid is mó de na bulges seo freisin sna struchtúir ribeasóim V. necatrix agus P. locustae a aithníodh roimhe seo, ar thug anailísí struchtúracha roimhe seo neamhaird orthu31,32.
Uaireanta tá forbairt bulges nua in aice leis an bulge caillte ag gabháil le caillteanas bulges rRNA.Mar shampla, tá bulge U1208 (i Saccharomyces cerevisiae) sa P-gas ribosomal a tháinig slán ó E. coli do dhaoine agus mar sin meastar go bhfuil sé 3.5 billiún bliain d'aois.Le linn sintéise próitéine, cabhraíonn an bulge seo leis an ngas P aistriú idir comhlíonta oscailte agus dúnta ionas gur féidir leis an ribosome fachtóirí aistriúcháin a earcú agus iad a sheachadadh chuig an suíomh gníomhach.I ribosomes E. cuniculi, tá an ramhrú seo as láthair;áfach, is féidir le ramhrú nua (G883) nach bhfuil suite ach i dtrí phéire bonn cur le solúbthacht optamach an ghais P (Fíor 4c) a athchóiriú.
Tugann ár sonraí ar rRNA gan bulges le fios nach bhfuil íoslaghdú rRNA teoranta do chaillteanas eilimintí rRNA ar dhromchla an ribosome, ach go bhféadfadh an núicléas ribosome a bheith i gceist freisin, rud a chruthaíonn locht móilíneach a bhaineann go sonrach le parasite nach bhfuil cur síos air i gcealla saorbheo.breathnaítear speicis bheo.
Tar éis próitéiní ribosómacha canónacha agus rRNA a shamhaltú, fuaireamar amach nach féidir le comhpháirteanna ribosómacha traidisiúnta na trí chuid den íomhá cryo-EM a mhíniú.Is móilíní beaga iad dhá cheann de na blúirí seo (Fíor 5, Fíor Fhorlíontach. 8).Tá an chéad deighleog nasctha idir na próitéiní ribosómacha uL15 agus eL18 i riocht ina mbíonn C-críochfort eL18 de ghnáth, a ghiorrú in E. cuniculi.Cé nach féidir linn céannacht an mhóilín seo a chinneadh, tá méid agus cruth an oileáin dlúis seo mínithe go maith ag láithreacht móilíní speirimídín.Tá a cheangal leis an ribosome cobhsaithe ag sócháin a bhaineann go sonrach le microsporidia sna próitéiní uL15 (Asp51 agus Arg56), a bhfuil an chuma orthu go méadaíonn siad cleamhnas an ribosome don mhóilín beag seo, toisc go gceadaíonn siad do uL15 an móilín beag a fhilleadh isteach i struchtúr ribosomal.Forlíontach Fíor 2).8, sonraí breise 1, 2).
Íomháú Cryo-EM a thaispeánann láithreacht núicléatídí lasmuigh den ribóis atá ceangailte leis an ribosome E. cuniculi.Sa ribosome E. cuniculi, áitíonn an núicléitíd seo san áit chéanna leis an núicléatíd 25S rRNA A3186 (uimhriú Saccharomyces cerevisiae) sa chuid is mó de ribeasóim eucaryotic eile.b I struchtúr ribosomal E. cuniculi, tá an núicléitíd seo suite idir na próitéiní ribosómacha uL9 agus eL20, rud a chobhsaíonn an teagmháil idir an dá phróitéin.anailís caomhnaithe seicheamh cd eL20 i measc speiceas micreasporidia.Léiríonn crann phylogenetic speiceas Microsporidia (c) agus ailíniú seicheamh iolrach ar an próitéin eL20 (d) go gcaomhnaítear iarmhair nucleotide-ceangailteach F170 agus K172 sa chuid is mó de Microsporidia tipiciúil, cé is moite de S. lophii, cé is moite de Microsporidia brainseach luath, a choinnigh an síneadh RNA39L.e Léiríonn an figiúr seo nach bhfuil iarmhair atá ceangailteach le núicléitíd F170 agus K172 i láthair ach amháin in eL20 den ghéanóim ard-laghdaithe micreasporidia, ach nach bhfuil siad in eocáirteanna eile.Tríd is tríd, tugann na sonraí seo le fios go bhfuil ribosomes Microsporidian tar éis suíomh ceangailteach núicléitíde a fhorbairt a bhfuil an chuma air go gceanglaíonn sé móilíní AMP agus go n-úsáideann siad iad chun idirghníomhaíochtaí próitéine-próitéine sa struchtúr ribosomal a chobhsú.Tugann caomhnú ard an tsuímh cheangailteach seo i Microsporidia agus a neamhláithreacht in eukaryotes eile le fios go bhféadfadh buntáiste roghnach marthanais a bheith ag an suíomh seo do Microsporidia.Mar sin, ní cosúil go bhfuil an póca nucleotide-ceangail sa ribosome microsporidia ina ghné degenerate nó foirm deiridh de dhíghrádú rRNA mar a thuairiscítear roimhe seo, ach ina nuálaíocht éabhlóideach úsáideach a ligeann don ribosome microsporidia ceangal díreach móilíní beaga, iad a úsáid mar bloic thógála mhóilíneach.bloic thógála le haghaidh ribosomes.Leis an bhfionnachtain seo is é an ribosome micreasporidia an t-aon ribeasóim ar a dtugtar úsáid as núicléitíd amháin mar bhloc tógála struchtúrach.f Conair hipitéiseach éabhlóideach díorthaithe ó cheangal núicléitíde.
Tá an dara dlús meáchan móilíneach íseal suite ag an gcomhéadan idir próitéiní ribosómacha uL9 agus eL30 (Fíor 5a).Rinneadh cur síos ar an gcomhéadan seo roimhe seo i struchtúr an ribosome Saccharomyces cerevisiae mar shuíomh ceangailteach don núicléitíd 25S de rRNA A3186 (cuid den síneadh rRNA ES39L)38.Léiríodh i ribosomes P. locustae ES39L degenerate, go gceanglaíonn an comhéadan seo nucleotide aonair anaithnid 31, agus glactar leis gur foirm deiridh laghdaithe de rRNA é an núicléitíd seo, ina bhfuil fad an rRNA ~ 130-230 bonn.Laghdaítear ES39L go núicléitíd amháin 32.43.Tacaíonn ár n-íomhánna cryo-EM leis an smaoineamh gur féidir dlús a mhíniú le núicléatídí.Mar sin féin, léirigh an réiteach níos airde ar ár struchtúr go bhfuil an nucleotide móilín extraribosomal, b'fhéidir AMP (Fíor 5a, b).
D'fhiafraigh muid ansin an raibh an suíomh ceangailteach núicléitíde le feiceáil sa ribosome E. cuniculi nó an raibh sé ann roimhe seo.Ós rud é go ndéanann iarmhair Phe170 agus Lys172 sa phróitéin ribosómach eL30 idirghabháil ar cheangal núicléitíde den chuid is mó, rinneamar measúnú ar chaomhnú na n-iarmhar seo i 4396 eukaryotes ionadaíocha.Mar a tharla i gcás uL15 thuas, fuaireamar amach go bhfuil iarmhair Phe170 agus Lys172 caomhnaithe go mór ach amháin i Microsporidia tipiciúil, ach as láthair i eukaryotes eile, lena n-áirítear aitíopúla Microsporidia Mitosporidium agus Amphiamblys, nach bhfuil an blúire ES39L rRNA laghdaithe 44, 45, 45.-e).
Nuair a chuirtear le chéile iad, tacaíonn na sonraí seo leis an smaoineamh go bhfuil an cumas forbartha ag E. cuniculi agus, b'fhéidir, micreasporidia canónacha eile, líon mór meitibilítí beaga a ghabháil go héifeachtach sa struchtúr ribosome chun laghdú ar leibhéil rRNA agus próitéine a chúiteamh.Agus é sin á dhéanamh acu, tá cumas uathúil forbartha acu chun núicléatídí a cheangal lasmuigh den ribosome, rud a léiríonn go ndéanann struchtúir mhóilíneacha seadánacha cúiteamh trí mheitibilítí beaga flúirseach a ghabháil agus iad a úsáid mar aithrisí struchtúracha de RNA díghrádaithe agus blúirí próitéine..
An tríú cuid neamhshamhlaithe dár léarscáil cryo-EM, atá le fáil sa fho-aonad ribosomal mór.Tugann an réiteach sách ard (2.6 Å) dár léarscáil le fios go mbaineann an dlús seo le próitéiní le teaglaim uathúla d'iarmhair slabhra taobh mór, rud a chuir ar ár gcumas an dlús seo a aithint mar phróitéin ribosomal anaithnid roimhe seo a d'aithin muid mar a ainmníodh msL2 (Microsporidia- specific protein L2) (modhanna, figiúr 6).Léirigh ár gcuardach homaleolaíochta go bhfuil msL2 caomhnaithe i gcladach Microsporidia den ghéineas Encephaliter agus Orosporidium, ach as láthair i speicis eile, lena n-áirítear Microsporidia eile.Sa struchtúr ribosómach, áitíonn msL2 bearna atá cruthaithe ag cailliúint an rRNA leathnaithe ES31L.Sa neamhní seo, cabhraíonn msL2 le fillte rRNA a chobhsú agus féadann sé cúiteamh a dhéanamh ar chaillteanas ES31L (Fíor 6).
a Dlús leictreoin agus samhail den phróitéin ribosómach Microsporidia-sonrach msL2 a fhaightear i ribeasóim E. cuniculi.b Tá aimpliú rRNA ES19L caillte ag formhór na ribeasóim eucaryotic, lena n-áirítear ribeasóim 80S Saccharomyces cerevisiae, i bhformhór na speiceas Micreasporidiach.Tugann struchtúr a bunaíodh roimhe seo den ribosome V. necatrix microsporidia le fios go ndéantar caillteanas ES19L sna paraisítí seo a chúiteamh trí éabhlóid an phróitéin ribosómach msL1 nua.Sa staidéar seo, fuaireamar amach gur fhorbair an ribosome E. cuniculi freisin próitéin mimic RNA ribosomal breise mar chúiteamh dealraitheach as caillteanas ES19L.Mar sin féin, tá bunús struchtúrach agus éabhlóideach difriúil ag msL2 (atá anótáilte faoi láthair mar an próitéin hipitéiseach ECU06_1135) agus msL1.c Tugann an fhionnachtain seo ar ghiniúint próitéiní ribosómacha msL1 agus msL2 nach mbaineann go héabhlóideach leo le fios, má chruinníonn ribosóim sócháin díobhálach ina rRNA, is féidir leo leibhéil éagsúlachta comhdhéanaimh gan fasach a bhaint amach i bhfo-thacar beag fiú amháin de speicis a bhfuil dlúthbhaint acu leo.D'fhéadfadh an fionnachtain seo cuidiú le soiléiriú a dhéanamh ar bhunús agus ar éabhlóid an ribosome miteachondrial, atá aitheanta mar gheall ar a rRNA an-laghdaithe agus éagsúlacht neamhghnácha i gcomhdhéanamh próitéine trasna speiceas.
Ansin rinneamar comparáid idir an próitéin msL2 agus an próitéin msL1 a ndearnadh cur síos air roimhe seo, an t-aon phróitéin ribosómach a bhaineann go sonrach le micreasporidia a fuarthas sa ribosome V. necatrix.Theastaigh uainn a thástáil an bhfuil baint éabhlóideach idir msL1 agus msL2.Léirigh ár n-anailís go bhfuil msL1 agus msL2 sa chuas céanna sa struchtúr ribosomal, ach go bhfuil struchtúir phríomhúla agus threasacha éagsúla acu, rud a léiríonn a dtionscnamh éabhlóideach neamhspleách (Fíor 6).Mar sin, cuireann ár bhfionnachtain msL2 fianaise ar fáil gur féidir le grúpaí de dhlúthspeicis eucaryotic éabhlóid neamhspleách a dhéanamh ar phróitéiní ribosómacha atá sainiúil ó thaobh struchtúir de mar chúiteamh ar chaillteanas blúirí rRNA.Is díol suntais an toradh seo sa mhéid is go bhfuil próitéin inathraithe sa chuid is mó de ribeasóim eucaryotic cíteaplasma, lena n-áirítear an teaghlach céanna de 81 próitéin ribosómach.Tugann cuma msL1 agus msL2 i gcladaí éagsúla microsporidia mar fhreagra ar chaillteanas deighleoga rRNA leathnaithe le fios go n-eascraíonn díghrádú ailtireacht mhóilíneach an pharasite sócháin cúitimh a lorg do pharasítí, rud a d’fhéadfadh a bheith mar thoradh ar a n-éadáil i ndaonraí éagsúla seadán.struchtúir.
Ar deireadh, nuair a bhí ár múnla críochnaithe, rinneamar comparáid idir comhdhéanamh an ribosome E. cuniculi leis an gceann a thuar ón seicheamh genome.Measadh roimhe seo go raibh roinnt próitéiní ribosómacha, lena n-áirítear eL14, eL38, eL41, agus eS30, in easnamh ón ngéanóm E. cuniculi mar gheall ar easpa dealraitheach a n-homalóg ón ngéanóm E. cuniculi.Táthar ag tuar go gcaillfear go leor próitéiní ribosómacha freisin i bhformhór na bpaitín intracellular ard-laghdaithe eile agus in ion-shimpiontaí.Mar shampla, cé go bhfuil an teaghlach céanna de 54 próitéin ribosómach sa chuid is mó de na baictéir shaorbheo, níl homalóga inbhraite ag 11 de na teaghlaigh próitéine seo i ngach genome anailísithe de bhaictéir ósta-shrianta.Chun tacú leis an nóisean seo, tá caillteanas próitéiní ribosomal tugtha faoi deara go turgnamhach i microsporidia V. necatrix agus P. locustae, nach bhfuil na próitéiní eL38 agus eL4131,32 iontu.
Mar sin féin, léiríonn ár struchtúir nach bhfuil ach eL38, eL41, agus eS30 caillte i ndáiríre sa ribosome E. cuniculi.Caomhnaíodh an próitéin eL14 agus léirigh ár struchtúr cén fáth nach bhféadfaí an próitéin seo a fháil sa chuardach homology (Fíor 7).I ribosomes E. cuniculi, cailltear an chuid is mó den láithreán ceangailteach eL14 mar gheall ar dhíghrádú an ES39L méadaithe rRNA.In éagmais ES39L, chaill eL14 an chuid is mó dá struchtúr tánaisteach, agus ní raibh ach 18% den seicheamh eL14 comhionann in E. cuniculi agus S. cerevisiae.Is díol suntais an droch-chaomhnú seichimh seo toisc go roinneann fiú Saccharomyces cerevisiae agus Homo sapiens — orgánaigh a d’fhás 1.5 billiún bliain óna chéile – níos mó ná 51% de na hiarmhair chéanna in eL14.Míníonn an caillteanas caomhnaithe aimhrialta seo an fáth a bhfuil nótaí curtha faoi láthair ag E. cuniculi eL14 mar an próitéin tuartha M970_061160 agus ní mar an próitéin ribosómach eL1427.
agus Chaill an ribosome Microsporidia an síneadh ES39L rRNA, rud a chuir deireadh go páirteach leis an suíomh ceangailteach próitéin ribosomal eL14.In éagmais ES39L, cailleann an próitéin micreaspóir eL14 struchtúr tánaisteach, ina n-eascraíonn an α-helix iar-ceangailteach rRNA isteach i lúb fad íosta.b Léiríonn ailíniú seicheamh iolrach go bhfuil an próitéin eL14 caomhnaithe go mór i speicis eucaryotic (aitheantas seicheamh 57% idir giosta agus homalóga daonna), ach drochchaomhnaithe agus éagsúil i micreasporidia (nach bhfuil níos mó ná 24% d’iarmhair comhionann leis an homalóg eL14).ó S. cerevisiae nó H. sapiens).Míníonn an droch-chaomhnú seicheamh seo agus éagsúlacht struchtúir thánaisteach cén fáth nár aimsíodh an homalóg eL14 in E. cuniculi riamh agus cén fáth a gceaptar gur cailleadh an phróitéin seo in E. cuniculi.I gcodarsnacht leis sin, rinneadh anótáil ar E. cuniculi eL14 roimhe seo mar phróitéin tuarthach M970_061160.Tugann an bhreathnóireacht seo le fios go ndéantar rómheastachán ar éagsúlacht ghéanóim micreasporidia faoi láthair: coinnítear roinnt géinte a mheastar faoi láthair a bheith caillte i microsporidia, cé gur i bhfoirmeacha an-difreáilte iad;ina ionad sin, meastar go ndéanann cuid acu cód le haghaidh géinte micreasporidia do phróitéiní a bhaineann go sonrach le péisteanna (m.sh., an phróitéin hipitéiseach M970_061160) cóid iarbhír do na próitéiní an-ilghnéitheacha atá le fáil in eocáirtí eile.
Tugann an toradh seo le fios gur féidir le dínádúrú rRNA bheith mar thoradh ar chaillteanas drámatúil de chaomhnú seicheamh i bpróitéiní ribosómacha in aice láimhe, rud a fhágann nach féidir na próitéiní seo a bhrath le haghaidh cuardaigh homaleolaíochta.Mar sin, d’fhéadfaimis rómheastachán a dhéanamh ar an méid díghrádaithe móilíneach iarbhír in orgánaigh bheaga ghéanóim, ós rud é go leanann roinnt próitéiní a mheastar a bheith caillte, cé gur i bhfoirmeacha an-athraithe iad.
Conas is féidir le paraisítí feidhm a n-innill mhóilíneacha a choinneáil faoi choinníollacha a bhaineann le laghdú mór ar ghéanóim?Freagraíonn ár staidéar an cheist seo trí chur síos a dhéanamh ar struchtúr móilíneach casta (ribeasóm) E. cuniculi, orgánach a bhfuil ceann de na géanóim eucaryotic is lú aige.
Tá sé ar eolas le beagnach dhá scór bliain go bhfuil móilíní próitéine agus RNA i seadáin mhiocróbacha difriúil go minic óna móilíní homalógacha i speicis shaorbheo toisc nach bhfuil ionaid rialaithe cáilíochta acu, laghdaítear go 50% dá méid i miocróib saorbheo, etc.go leor sócháin lagaithe a chuireann isteach ar fhilleadh agus ar fheidhm.Mar shampla, táthar ag súil go mbeidh easpa próitéiní ribosómacha éagsúla agus suas le trian de núicléatídí rRNA i gcomparáid le speicis saorbheo 27, 29, 30, 49 i ribosóim na n-orgánach géanóm beag, lena n-áirítear go leor paraisítí intracellular agus endosymbionts.
Léiríonn ár staidéar gur féidir le struchtúr macramóilíní go leor gnéithe den éabhlóid a nochtadh atá deacair a bhaint as staidéir ghéanómacha chomparáideacha traidisiúnta ar pharasítí intracellular agus orgánaigh eile atá faoi shrian ó óstach (Fíor Fhorlíontach Fig. 7).Mar shampla, taispeánann sampla an phróitéin eL14 gur féidir linn rómheastachán a dhéanamh ar an méid díghrádaithe a dhéantar ar an gaireas móilíneach i speicis seadánacha.Creidtear anois go bhfuil na céadta géinte a bhaineann go sonrach le microsporidia ag paraisítí einceifilíteacha.Mar sin féin, léiríonn ár dtorthaí nach bhfuil i gcuid de na géinte seo atá cosúil go sonrach ach leaganacha an-difriúla de ghéinte atá coitianta in eucaryotes eile.Thairis sin, léiríonn an sampla den phróitéin msL2 an chaoi a ndéanaimid neamhaird ar phróitéiní ribosómacha nua agus nach ndéanaimid rómheastachán ar ábhar na meaisíní móilíneacha seadánacha.Léiríonn sampla na móilíní beaga conas is féidir linn neamhaird a dhéanamh ar na nuálaíochtaí is seiftiúla i struchtúir mhóilíneacha seadánacha ar féidir leo gníomhaíocht bhitheolaíoch nua a thabhairt dóibh.
Le chéile, feabhsaíonn na torthaí seo ár dtuiscint ar na difríochtaí idir struchtúir mhóilíneacha orgánaigh óstaigh-shrianta agus a gcomhghleacaithe in orgánaigh shaorbheo.Léirímid go bhfuil sraith de ghnéithe struchtúracha neamhghnácha ag meaisíní móilíneacha, a cheaptar le fada a bheith laghdaithe, ag meathlú, agus faoi réir sócháin lagaithe éagsúla.
Ar an láimh eile, tugann na blúirí rRNA neamh-thoirtiúla agus na blúirí comhleáite a fuaireamar i ribeasóim E. cuniculi le fios gur féidir le laghdú géanóim athrú fiú na codanna sin den innealra móilíneach bunúsach atá caomhnaithe i dtrí réimse an tsaoil - tar éis beagnach 3.5 billiún bliain .éabhlóid neamhspleách speiceas.
Tá suim ar leith ag baint leis na blúirí rRNA saor ó bhológa agus comhleáite i ribeasóim E. cuniculi i bhfianaise staidéir a rinneadh roimhe seo ar mhóilíní RNA ar bhaictéir ionshimpiócha.Mar shampla, san aifidí endosymbiont Buchnera aphidicola, tá sé léirithe go bhfuil struchtúir íogair ó thaobh teochta ag móilíní rRNA agus tRNA mar gheall ar laofacht comhdhéanamh A+T agus cion ard de phéirí bonn neamhchanónach20,50.Meastar anois go bhfuil na hathruithe seo ar RNA, chomh maith le hathruithe ar mhóilíní próitéine, freagrach as róspleáchas endosymbionts ar chomhpháirtithe agus as neamhábaltacht endosymbionts teas a aistriú 21, 23 .Cé go bhfuil athruithe struchtúracha ar leith ag microsporidia rRNA, tugann nádúr na n-athruithe seo le fios go bhféadfadh cobhsaíocht theirmeach laghdaithe agus spleáchas níos airde ar phróitéiní chaperone a bheith ina ngnéithe coitianta de mhóilíní RNA in orgánaigh le géanóim laghdaithe.
Ar an láimh eile, léiríonn ár struchtúir go bhfuil microsporidia parasite tar éis teacht chun cinn cumas uathúil chun seasamh in aghaidh rRNA caomhnaithe go forleathan agus blúirí próitéine, ag forbairt an cumas a úsáid meitibilítí flúirseach atá ar fáil go héasca mar mimics struchtúracha de degenerate rRNA agus blúirí próitéine.Díghrádú struchtúir mhóilíneach..Tacaítear leis an tuairim seo go gceanglaíonn móilíní beaga a chúitíonn as caillteanas blúirí próitéine sa rRNA agus ribeasóim E. cuniculi le hiarmhair a bhaineann go sonrach le microsporidia sna próitéiní uL15 agus eL30.Tugann sé seo le tuiscint go bhféadfadh roghnú dearfach a bheith i gceangal móilíní beaga le ribosóim, inar roghnaíodh sócháin shonracha Microsporidia i bpróitéiní ribosómacha as a gcumas cleamhnas ribosóim a mhéadú do mhóilíní beaga, rud a d'fhéadfadh orgánaigh ribosómacha níos éifeachtaí a bheith mar thoradh orthu.Nochtann an fionnachtain nuálaíocht chliste i struchtúr móilíneach paraisítí miocróbach agus tugann sé tuiscint níos fearr dúinn ar an gcaoi a gcoimeádann struchtúir mhóilíneacha parasite a bhfeidhm in ainneoin éabhlóid laghdaitheach.
Faoi láthair, níl sainaithint na móilíní beaga seo soiléir.Níl sé soiléir cén fáth go bhfuil difríocht idir cuma na móilíní beaga seo sa struchtúr ribosomal idir speicis microsporidia.Go háirithe, níl sé soiléir cén fáth go bhfuil ceangailteach nucleotide faoi deara i ribosomes E. cuniculi agus P. locustae, agus ní i ribosomes V. necatrix, in ainneoin láithreacht an iarmhair F170 i próitéiní eL20 agus K172 de V. necatrix.D'fhéadfadh an scriosadh seo a bheith mar thoradh ar iarmhar 43 uL6 (suite in aice leis an bpóca ceangailteach nucleotide), atá tyrosine i V. necatrix agus ní threonine in E. cuniculi agus P. locustae.Is féidir leis an slabhra taobh toirtiúil aramatacha de Tyr43 cur isteach ar cheangail nucleotide mar gheall ar fhorluí steric.De rogha air sin, d’fhéadfadh go mbeadh an scriosadh nucleotide dealraitheach mar gheall ar réiteach íseal íomháithe cryo-EM, rud a chuireann bac ar shamhaltú blúirí ribosomal V. necatrix.
Ar an taobh eile de, tugann ár gcuid oibre le fios go bhféadfadh gur fórsa airgtheach é próiseas lobhadh na géanóim.Go háirithe, tugann struchtúr an ribosome E. cuniculi le fios go gcruthaíonn caillteanas rRNA agus blúirí próitéine sa ribosome microsporidia brú éabhlóideach a chuireann athruithe ar struchtúr ribosome chun cinn.Tarlaíonn na leaganacha seo i bhfad ó shuíomh gníomhach an ribosome agus is cosúil go gcabhraíonn siad le tionól ribeasóim optamach a choinneáil (nó a athbhunú) a gcuirfí isteach air murach sin le rRNA laghdaithe.Tugann sé seo le tuiscint gur dealraitheach gur tháinig gá le sruth géine maolánach de bharr nuálaíocht mhór den ribosome micreasporidia.
B'fhéidir gur fearr é seo a léiriú trí cheangal núicléitíde, rud nár breathnaíodh riamh in orgánaigh eile go dtí seo.Tugann an fhíric go bhfuil iarmhair atá ceangailteach le núicléitíd i láthair i micrisporidia tipiciúil, ach nach bhfuil in eocairíotí eile, nach bhfuil i suíomhanna ceangailteacha nucleotíd ach iarsmaí atá ag fanacht le imithe, nó an suíomh deiridh le haghaidh rRNA a athchóiriú i bhfoirm núicléatídí aonair.Ina áit sin, is cosúil gur gné úsáideach an suíomh seo a d'fhéadfadh teacht chun cinn thar roinnt babhtaí de roghnú dearfach.D’fhéadfadh gur seachtháirge de roghnú nádúrtha iad suíomhanna ceangailteacha núicléitíde: a luaithe a dhéantar ES39L a dhíghrádú, cuirtear iallach ar mhicreasporidia cúiteamh a lorg chun an bithgenesis ribosome is fearr a athbhunú in éagmais ES39L.Ós rud é gur féidir leis an núicléatíd seo aithris a dhéanamh ar theagmhálacha móilíneacha an núicléitíd A3186 in ES39L, déantar an móilín núicléitíde mar bhloc tógála den ribosome, a gcuirtear feabhas breise ar a cheangal trí shóchán a dhéanamh ar an seicheamh eL30.
Maidir le héabhlóid mhóilíneach paraisítí intracellular, léiríonn ár staidéar nach n-oibríonn fórsaí roghnú nádúrtha Darwinian agus sruth géiniteach de lobhadh genome go comhthreomhar, ach ascalach.Ar an gcéad dul síos, cuireann sruth géiniteach deireadh le gnéithe tábhachtacha de bhithmhóilíní, rud a fhágann go bhfuil géarghá le cúiteamh.Ní bheidh deis ag a macramóilíní na tréithe is suntasaí agus is nuálaí a fhorbairt ach amháin nuair a shásaíonn paraisítí an riachtanas seo trí roghnú nádúrtha Darwinian.Is é an rud atá tábhachtach ná go dtugann éabhlóid na suíomhanna ceangailteacha núicléitíde i ribosome E. cuniculi le fios go ndéanann an patrún caillteanas-go-gnóthachan seo d'éabhlóid mhóilíneach ní hamháin amúchadh a dhéanamh ar shócháin díobhálach, ach uaireanta tugann sé feidhmeanna iomlána nua do mhacramóilíní seadánacha.
Tá an smaoineamh seo ag teacht le teoiric chothromaíochta ghluaiste Sewell Wright, a deir go gcuireann córas docht roghnúcháin nádúrtha teorainn le cumas na n-orgánach nuálaíocht a dhéanamh51,52,53.Mar sin féin, má chuireann sruth géiniteach isteach ar an roghnú nádúrtha, is féidir leis na sruthanna seo athruithe a tháirgeadh nach bhfuil oiriúnaitheach (nó fiú díobhálach) iontu féin ach go dtiocfaidh athruithe breise orthu a sholáthraíonn folláine níos airde nó gníomhaíocht bhitheolaíoch nua.Tacaíonn ár gcreat leis an smaoineamh seo trína léiriú gur dealraitheach gurb é an cineál céanna sócháin a laghdaíonn huaire agus feidhm bithmhóilín an príomhspreagadh chun é a fheabhsú.I gcomhréir leis an tsamhail éabhlóideach bua-bua, léiríonn ár staidéar go bhfuil meath géanóm, a bhreathnaítear go traidisiúnta mar phróiseas meathlúcháin, ina phríomhspreagthóir nuálaíochta freisin, uaireanta agus b'fhéidir fiú go minic a ligeann do mhacramóilíní gníomhaíochtaí seadánacha nua a fháil.is féidir iad a úsáid.