សូមអរគុណសម្រាប់ការទស្សនា Nature.com ។កំណែកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលអ្នកកំពុងប្រើមានកម្រិតគាំទ្រ CSS ។សម្រាប់បទពិសោធន៍ដ៏ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលបានអាប់ដេត (ឬបិទមុខងារភាពឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ក្នុងពេលនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្របន្ត យើងនឹងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
ការវិវត្តន៍នៃប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រឆាំងគ្នារវាងការជ្រើសរើសធម្មជាតិ ដែលបណ្តាលឱ្យប៉ារ៉ាស៊ីតមានភាពប្រសើរឡើង និងការរសាត់តាមហ្សែន ដែលបណ្តាលឱ្យប៉ារ៉ាស៊ីតបាត់បង់ហ្សែន និងប្រមូលផ្តុំការផ្លាស់ប្តូរដ៏អាក្រក់។នៅទីនេះ ដើម្បីយល់ពីរបៀបដែលការប្រឆាំងនេះកើតឡើងនៅលើមាត្រដ្ឋាននៃម៉ាក្រូម៉ូលេគុលតែមួយ យើងពិពណ៌នាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធ cryo-EM នៃ ribosome នៃ Encephalitozoon cuniculi ដែលជាសារពាង្គកាយ eukaryotic ដែលមានហ្សែនតូចបំផុតមួយនៅក្នុងធម្មជាតិ។ការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃ rRNA នៅក្នុង ribosomes E. cuniculi ត្រូវបានអមដោយការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក ដូចជាការវិវត្តនៃតំណភ្ជាប់ rRNA ដែលមិនស្គាល់ពីមុន និង rRNA ដោយគ្មានប៉ោង។លើសពីនេះ E. cuniculi ribosome បានរស់រានមានជីវិតពីការបាត់បង់បំណែក rRNA និងប្រូតេអ៊ីនដោយបង្កើតសមត្ថភាពក្នុងការប្រើម៉ូលេគុលតូចៗជាគំរូរចនាសម្ព័ន្ធនៃបំណែក rRNA ដែលខូច និងប្រូតេអ៊ីន។សរុបមក យើងបង្ហាញថារចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលដែលគិតជាយូរមកហើយថាត្រូវបានកាត់បន្ថយ ខូចទ្រង់ទ្រាយ និងជាកម្មវត្ថុនៃការផ្លាស់ប្តូរដែលចុះខ្សោយ មានយន្តការទូទាត់សំណងមួយចំនួនដែលរក្សាពួកវាឱ្យសកម្ម ទោះបីជាមានការកន្ត្រាក់ម៉ូលេគុលខ្លាំងក៏ដោយ។
ដោយសារក្រុមប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណភាគច្រើនមានឧបករណ៍ម៉ូលេគុលតែមួយគត់ដើម្បីទាញយកម៉ាស៊ីនរបស់វា ជារឿយៗយើងត្រូវបង្កើតវិធីព្យាបាលផ្សេងៗគ្នាសម្រាប់ក្រុមប៉ារ៉ាស៊ីតផ្សេងៗគ្នា 1,2 ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភ័ស្តុតាងថ្មីបង្ហាញថា ទិដ្ឋភាពមួយចំនួននៃការវិវត្តន៍នៃប៉ារ៉ាស៊ីតគឺបញ្ចូលគ្នា និងអាចព្យាករណ៍បានយ៉ាងទូលំទូលាយ ដែលបង្ហាញពីមូលដ្ឋានសក្តានុពលសម្រាប់អន្តរាគមន៍ព្យាបាលយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណ3,4,5,6,7,8,9។
ការងារពីមុនបានកំណត់និន្នាការវិវត្តន៍ទូទៅនៅក្នុងប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណដែលហៅថា ការកាត់បន្ថយហ្សែន ឬហ្សែន decay10,11,12,13។ការស្រាវជ្រាវបច្ចុប្បន្នបង្ហាញថានៅពេលដែលអតិសុខុមប្រាណបោះបង់របៀបរស់នៅដោយសេរីរបស់ពួកគេ ហើយក្លាយជាប៉ារ៉ាស៊ីតក្នុងកោសិកា (ឬ endosymbionts) ហ្សែនរបស់ពួកគេឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរយឺត ប៉ុន្តែអស្ចារ្យជាងរាប់លានឆ្នាំ 9,11 ។នៅក្នុងដំណើរការដែលគេស្គាល់ថាជា genome decay ពពួកប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណប្រមូលផ្តុំការផ្លាស់ប្តូរដ៏អាក្រក់ដែលប្រែក្លាយហ្សែនសំខាន់ៗជាច្រើនពីមុនទៅជា pseudogenes ដែលនាំឱ្យបាត់បង់ហ្សែនបន្តិចម្តងៗ និងការដួលរលំនៃការផ្លាស់ប្តូរ14,15។ការដួលរលំនេះអាចបំផ្លាញដល់ទៅ 95% នៃហ្សែននៅក្នុងសារពាង្គកាយខាងក្នុងកោសិកាដែលចាស់ជាងគេបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រភេទសត្វដែលរស់នៅដោយសេរីដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។ដូច្នេះ ការវិវត្តន៍នៃប៉ារ៉ាស៊ីតក្នុងកោសិកាគឺជាការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងកម្លាំងប្រឆាំងពីរ៖ ការជ្រើសរើសធម្មជាតិរបស់ Darwinian ដែលនាំទៅដល់ភាពប្រសើរឡើងនៃប៉ារ៉ាស៊ីត និងការដួលរលំនៃហ្សែនដែលបោះប៉ារ៉ាស៊ីតឱ្យភ្លេចខ្លួន។របៀបដែលប៉ារ៉ាស៊ីតបានគ្រប់គ្រងដើម្បីផុសចេញពីសង្រ្គាមអូសទាញនេះ និងរក្សាសកម្មភាពនៃរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលរបស់វានៅតែមិនទាន់ច្បាស់នៅឡើយ។
ទោះបីជាយន្តការនៃការពុកផុយហ្សែនមិនត្រូវបានគេយល់ច្បាស់ក៏ដោយ វាហាក់ដូចជាកើតឡើងជាចម្បងដោយសារតែការរសាត់នៃហ្សែនញឹកញាប់។ដោយសារតែប៉ារ៉ាស៊ីតរស់នៅក្នុងចំនួនប្រជាជនតិចតួច មិនប្រកាន់ភេទ និងហ្សែនមានកម្រិត ពួកវាមិនអាចលុបបំបាត់ការផ្លាស់ប្តូរដ៏អាក្រក់ដែលជួនកាលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលចម្លង DNA បានទេ។នេះនាំឱ្យមានការប្រមូលផ្តុំដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាននៃការផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ និងកាត់បន្ថយហ្សែនប៉ារ៉ាស៊ីត។ជាលទ្ធផល ប៉ារ៉ាស៊ីតមិនត្រឹមតែបាត់បង់ហ្សែនដែលលែងចាំបាច់សម្រាប់ការរស់រានមានជីវិតរបស់វានៅក្នុងបរិយាកាសខាងក្នុងកោសិកាប៉ុណ្ណោះទេ។វាគឺជាអសមត្ថភាពនៃចំនួនប៉ារ៉ាស៊ីតក្នុងការលុបបំបាត់ការផ្លាស់ប្តូរដ៏កម្រដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ដែលបណ្តាលឱ្យការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះកកកុញពាសពេញហ្សែន រួមទាំងហ្សែនដ៏សំខាន់បំផុតរបស់ពួកគេ។
ការយល់ដឹងនាពេលបច្ចុប្បន្នរបស់យើងភាគច្រើនអំពីការកាត់បន្ថយហ្សែនគឺផ្អែកទៅលើការប្រៀបធៀបនៃលំដាប់ហ្សែន ដោយមិនសូវយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះការផ្លាស់ប្តូរនៃម៉ូលេគុលពិតប្រាកដដែលអនុវត្តមុខងារថែរក្សាគេហដ្ឋាន និងបម្រើជាគោលដៅឱសថសក្តានុពល។ការសិក្សាប្រៀបធៀបបានបង្ហាញថា បន្ទុកនៃការផ្លាស់ប្តូរអតិសុខុមប្រាណក្នុងកោសិកាដែលបំផ្លាញចោលហាក់ដូចជាធ្វើឱ្យប្រូតេអ៊ីន និងអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកធ្វើឱ្យមានការភាន់ច្រលំ និងប្រមូលផ្តុំដែលធ្វើឱ្យពួកវាកាន់តែពឹងផ្អែកខ្លាំង និងងាយប្រតិកម្មទៅនឹងកំដៅ19,20,21,22,23។លើសពីនេះ ប៉ារ៉ាស៊ីតផ្សេងៗ—ការវិវត្តន៍ឯករាជ្យ ជួនកាលត្រូវបានបំបែកដោយ 2.5 ពាន់លានឆ្នាំ—បានជួបប្រទះការបាត់បង់មជ្ឈមណ្ឌលគ្រប់គ្រងគុណភាពស្រដៀងគ្នានៅក្នុងការសំយោគប្រូតេអ៊ីនរបស់ពួកគេ 5,6 និងយន្តការជួសជុល DNA24 ។ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គេបានដឹងតិចតួចអំពីផលប៉ះពាល់នៃរបៀបរស់នៅខាងក្នុងកោសិកាលើលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតទាំងអស់នៃម៉ាក្រូម៉ូលេគុលកោសិកា រួមទាំងការបន្សាំម៉ូលេគុលទៅនឹងបន្ទុកកើនឡើងនៃការផ្លាស់ប្តូរដ៏អាក្រក់។
នៅក្នុងការងារនេះ ដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់អំពីការវិវត្តន៍នៃប្រូតេអ៊ីន និងអាស៊ីត nucleic នៃអតិសុខុមប្រាណក្នុងកោសិកា យើងបានកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃ ribosomes នៃប៉ារ៉ាស៊ីត intracellular Encephalitozoon cuniculi ។E. cuniculi គឺជាសារពាង្គកាយដូចផ្សិតដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមនៃ microsporidia ប៉ារ៉ាស៊ីតដែលមានហ្សែន eukaryotic តូចខុសពីធម្មតា ហើយដូច្នេះត្រូវបានគេប្រើជាសារពាង្គកាយគំរូដើម្បីសិក្សាហ្សែន 25,26,27,28,29,30។ថ្មីៗនេះ រចនាសម្ព័ន្ធ ribosome cryo-EM ត្រូវបានកំណត់សម្រាប់ហ្សែនដែលកាត់បន្ថយកម្រិតមធ្យមនៃ Microsporidia, Paranosema locustae និង Vairimorpha necatrix31,32 (~3.2 Mb genome)។រចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះបង្ហាញថាការបាត់បង់មួយចំនួននៃ rRNA amplification ត្រូវបានផ្តល់សំណងដោយការបង្កើតទំនាក់ទំនងថ្មីរវាងប្រូតេអ៊ីន ribosomal ជិតខាងឬការទទួលបានប្រូតេអ៊ីន ribosomal msL131,32 ថ្មី។ប្រភេទ Encephalitozoon (ហ្សែន ~ 2.5 លាន bp) រួមជាមួយនឹង Ordospora សាច់ញាតិជិតបំផុតរបស់ពួកគេ បង្ហាញពីកម្រិតចុងក្រោយនៃការកាត់បន្ថយហ្សែននៅក្នុង eukaryotes - ពួកគេមានហ្សែនសរសេរកូដប្រូតេអ៊ីនតិចជាង 2000 ហើយវាត្រូវបានគេរំពឹងថា ribosomes របស់ពួកគេមិនត្រឹមតែគ្មានបំណែកនៃការពង្រីក rRNA បាក់តេរីដែលបែកខ្ញែកទេ (r.RNA) somes) ក៏មានប្រូតេអ៊ីន ribosomal បួនផងដែរ ដោយសារតែពួកគេខ្វះភាពដូចគ្នានៅក្នុងហ្សែន E. cuniculi 26,27,28។ដូច្នេះហើយ យើងបានសន្និដ្ឋានថា E. cuniculi ribosome អាចបង្ហាញពីយុទ្ធសាស្រ្តមិនស្គាល់ពីមុនសម្រាប់ការបន្សាំម៉ូលេគុលទៅនឹងការបំបែកហ្សែន។
រចនាសម្ព័ន្ធ cryo-EM របស់យើងតំណាងឱ្យ eukaryotic cytoplasmic ribosome តូចបំផុតដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈ និងផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីរបៀបដែលកម្រិតចុងក្រោយនៃការកាត់បន្ថយហ្សែនប៉ះពាល់ដល់រចនាសម្ព័ន្ធ ការជួបប្រជុំគ្នា និងការវិវត្តនៃម៉ាស៊ីនម៉ូលេគុលដែលរួមបញ្ចូលកោសិកា។យើងបានរកឃើញថា ribosome របស់ E. cuniculi រំលោភលើគោលការណ៍ជាច្រើនដែលត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងទូលំទូលាយនៃ RNA folding និង ribosome assembly ហើយបានរកឃើញប្រូតេអ៊ីន ribosomal ថ្មីដែលមិនស្គាល់ពីមុន។ពិតជាមិននឹកស្មានដល់ យើងបង្ហាញថា microsporidia ribosomes បានវិវឌ្ឍន៍សមត្ថភាពក្នុងការចងម៉ូលេគុលតូចៗ ហើយសន្មតថាការកាត់ចេញនៅក្នុង rRNA និងប្រូតេអ៊ីនបង្កឱ្យមានការវិវត្តន៍វិវត្តន៍ ដែលទីបំផុតអាចផ្តល់នូវគុណភាពមានប្រយោជន៍នៅលើ ribosome ។
ដើម្បីកែលម្អការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីការវិវត្តនៃប្រូតេអ៊ីន និងអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកនៅក្នុងសារពាង្គកាយខាងក្នុងកោសិកា យើងបានសម្រេចចិត្តដាច់ដោយឡែកពីកោសិកា E. cuniculi ពីវប្បធម៌នៃកោសិកាថនិកសត្វដែលឆ្លងមេរោគ ដើម្បីបន្សុទ្ធ ribosomes របស់ពួកគេ និងកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃ ribosomes ទាំងនេះ។វាពិបាកក្នុងការទទួលបាន microsporidia ប៉ារ៉ាស៊ីតមួយចំនួនធំ ពីព្រោះ microsporidia មិនអាចត្រូវបានដាំដុះនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម។ផ្ទុយទៅវិញ ពួកវាលូតលាស់ និងបន្តពូជតែនៅក្នុងកោសិកាម៉ាស៊ីនប៉ុណ្ណោះ។ដូច្នេះ ដើម្បីទទួលបានជីវម៉ាស E. cuniculi សម្រាប់ការបន្សុត ribosome យើងបានឆ្លងកោសិកាតំរងនោមរបស់ថនិកសត្វ RK13 ជាមួយនឹង E. cuniculi spores ហើយបានបណ្តុះកោសិកាដែលឆ្លងមេរោគទាំងនេះអស់រយៈពេលជាច្រើនសប្តាហ៍ ដើម្បីអោយ E. cuniculi លូតលាស់ និងគុណ។ដោយប្រើស្រទាប់កោសិកាដែលមានមេរោគមានទំហំប្រហែលកន្លះម៉ែត្រការ៉េ យើងអាចបន្សុទ្ធបានប្រហែល 300 mg នៃ Microsporidia spores ហើយប្រើពួកវាដើម្បីញែក ribosomes ។បន្ទាប់មកយើងបង្អាក់ spores បន្សុតជាមួយនឹងអង្កាំកញ្ចក់ ហើយញែក ribosomes ឆៅដោយប្រើប្រាស់ប្រភាគ polyethylene glycol stepwise នៃ lysates ។នេះអនុញ្ញាតឱ្យយើងទទួលបានប្រហែល 300 µg នៃ E. cuniculi ribosomes ឆៅសម្រាប់ការវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធ។
បន្ទាប់មក យើងបានប្រមូលរូបភាព cryo-EM ដោយប្រើសំណាក ribosome លទ្ធផល ហើយដំណើរការរូបភាពទាំងនេះ ដោយប្រើរបាំងដែលត្រូវគ្នានឹង ribosomal subunit ធំ ក្បាល subunit តូច និង subunit តូច។ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនេះ យើងបានប្រមូលរូបភាពនៃភាគល្អិត ribosomal ប្រហែល 108,000 និងរូបភាព cryo-EM ដែលបានគណនាជាមួយនឹងគុណភាពបង្ហាញ 2.7 Å (រូបភាពបន្ថែម 1-3) ។បន្ទាប់មកយើងបានប្រើរូបភាព cryoEM ដើម្បីយកគំរូតាម rRNA ប្រូតេអ៊ីន ribosomal និងកត្តា hibernation Mdf1 ដែលទាក់ទងនឹង E. cuniculi ribosomes (រូបភាព 1a, ខ)។
រចនាសម្ព័ន្ធនៃ E. cuniculi ribosome ស្មុគស្មាញជាមួយកត្តា hibernation Mdf1 (pdb id 7QEP)។b ផែនទីនៃកត្តា hibernation Mdf1 ដែលភ្ជាប់ជាមួយ E. cuniculi ribosome ។c ផែនទីរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំប្រៀបធៀប rRNA ដែលបានរកឃើញនៅក្នុងប្រភេទ Microsporidian ទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal ដែលគេស្គាល់។បន្ទះបង្ហាញទីតាំងនៃបំណែក rRNA ដែលត្រូវបានពង្រីក (ES) និងកន្លែងសកម្ម ribosome រួមទាំងគេហទំព័រឌិកូដ (DC) រង្វិលជុំ sarcinicin (SRL) និងមជ្ឈមណ្ឌល peptidyl transferase (PTC)។d ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងដែលត្រូវគ្នានឹងមជ្ឈមណ្ឌល peptidyl transferase នៃ E. cuniculi ribosome បង្ហាញថាកន្លែងកាតាលីករនេះមានរចនាសម្ព័ន្ធដូចគ្នានៅក្នុងប៉ារ៉ាស៊ីត E. cuniculi និងម៉ាស៊ីនរបស់វា រួមទាំង H. sapiens ។e, f ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងដែលត្រូវគ្នានៃមជ្ឈមណ្ឌលឌិកូដ (e) និងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រោងការណ៍នៃមជ្ឈមណ្ឌលឌិកូដ (f) បង្ហាញថា E. cuniculi មានសំណល់ U1491 ជំនួសឱ្យ A1491 (E. coli numbering) នៅក្នុង eukaryotes ជាច្រើនទៀត។ការផ្លាស់ប្តូរនេះបង្ហាញថា E. cuniculi អាចមានភាពរសើបចំពោះថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចដែលកំណត់គោលដៅទីតាំងសកម្មនេះ។
ផ្ទុយទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបង្កើតឡើងពីមុននៃ V. necatrix និង P. locustae ribosomes (រចនាសម្ព័ន្ធទាំងពីរតំណាងឱ្យគ្រួសារ microsporidia ដូចគ្នា Nosematidae និងស្រដៀងគ្នាខ្លាំងណាស់) 31,32 E. cuniculi ribosomes ឆ្លងកាត់ដំណើរការជាច្រើននៃ rRNA និងការបំបែកប្រូតេអ៊ីន។ការបង្ហាញបន្ថែម (រូបភាពបន្ថែម 4-6) ។នៅក្នុង rRNA ការផ្លាស់ប្តូរដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតរួមមានការបាត់បង់ពេញលេញនៃបំណែក amplified 25S rRNA ES12L និងការ degeneration ផ្នែកនៃ h39, h41 និង H18 helices (រូបភាព 1c, រូបភពបន្ថែម 4) ។ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីន ribosomal ការផ្លាស់ប្តូរដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតរួមមានការបាត់បង់ពេញលេញនៃប្រូតេអ៊ីន eS30 និងការធ្វើឱ្យខ្លីនៃប្រូតេអ៊ីន eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17, និង eS7 ប្រូតេអ៊ីន Figures (Suppures) ។
ដូច្នេះ ការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃហ្សែននៃប្រភេទ Encephalotozoon/Ordospora ត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosome របស់ពួកគេ៖ E. cuniculi ribosomes ជួបប្រទះនឹងការបាត់បង់មាតិកាប្រូតេអ៊ីនយ៉ាងខ្លាំងបំផុតនៅក្នុង eukaryotic cytoplasmic ribosomes ដែលទទួលរងនូវលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធ ហើយពួកវាមិនមានសូម្បីតែ rments ទាំងនោះដែលមិនត្រឹមតែជា serveukartes ប្រូតេអ៊ីន និង fragile ប៉ុណ្ណោះទេ។ s នៃជីវិត។រចនាសម្ព័នរបស់ E. cuniculi ribosome ផ្តល់នូវគំរូម៉ូលេគុលដំបូងសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះ និងបង្ហាញពីព្រឹត្តិការណ៍វិវត្តន៍ដែលត្រូវបានមើលរំលងដោយទាំងហ្សែនប្រៀបធៀប និងការសិក្សាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធជីវម៉ូលេគុលក្នុងកោសិកា (រូបភាពបន្ថែម 7) ។ខាងក្រោមនេះ យើងពណ៌នាអំពីព្រឹត្តិការណ៍ទាំងនេះនីមួយៗ រួមជាមួយនឹងប្រភពដើមនៃការវិវត្តន៍ និងឥទ្ធិពលសក្តានុពលរបស់វាទៅលើមុខងារ ribosome ។
បន្ទាប់មកយើងបានរកឃើញថា បន្ថែមពីលើការកាត់ rRNA ដ៏ធំ រីបូសូម E. cuniculi មានការប្រែប្រួល rRNA នៅកន្លែងសកម្មមួយរបស់ពួកគេ។ទោះបីជាមជ្ឈមណ្ឌល peptidyl transferase នៃ E. cuniculi ribosome មានរចនាសម្ព័ន្ធដូចគ្នានឹង eukaryotic ribosomes ផ្សេងទៀត (រូបភាពទី 1 ឃ) ក៏ដោយ ក៏មជ្ឈមណ្ឌលឌិកូដមានភាពខុសគ្នាដោយសារតែការប្រែប្រួលតាមលំដាប់នៅ nucleotide 1491 (លេខរៀង E. coli, រូប 1e, f)។ការសង្កេតនេះគឺមានសារៈសំខាន់ព្រោះកន្លែងបំលែងកូដនៃ eukaryotic ribosomes ជាធម្មតាមានសំណល់ G1408 និង A1491 បើប្រៀបធៀបទៅនឹងសំណល់ប្រភេទបាក់តេរី A1408 និង G1491។បំរែបំរួលនេះបញ្ជាក់ពីភាពប្រែប្រួលផ្សេងៗគ្នានៃបាក់តេរី និង eukaryotic ribosomes ទៅនឹងក្រុមគ្រួសារ aminoglycoside នៃអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក ribosomal និងម៉ូលេគុលតូចៗផ្សេងទៀតដែលកំណត់គោលដៅគេហទំព័រឌិកូដ។នៅកន្លែងឌិកូដរបស់ E. cuniculi ribosome សំណល់ A1491 ត្រូវបានជំនួសដោយ U1491 ដែលអាចបង្កើតចំណុចប្រទាក់ចងតែមួយគត់សម្រាប់ម៉ូលេគុលតូចៗដែលកំណត់គោលដៅលើគេហទំព័រសកម្មនេះ។វ៉ារ្យ៉ង់ A14901 ដូចគ្នាក៏មាននៅក្នុង microsporidia ផ្សេងទៀតដូចជា P. locustae និង V. necatrix ដែលបង្ហាញថាវារីករាលដាលក្នុងចំណោមប្រភេទ microsporidia (រូបភាព 1f) ។
ដោយសារសំណាក E. cuniculi ribosome របស់យើងត្រូវបានញែកដាច់ពីកោសិកាដែលអសកម្មក្នុងការរំលាយអាហារ យើងបានសាកល្បងផែនទី cryo-EM នៃ E. cuniculi សម្រាប់ការចង ribosome ដែលបានពិពណ៌នាពីមុននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្ត្រេស ឬភាពអត់ឃ្លាន។កត្តា Hibernation 31,32,36,37,38. យើងបានផ្គូផ្គងរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបង្កើតឡើងពីមុននៃ ribosome hibernating ជាមួយនឹងផែនទី cryo-EM នៃ E. cuniculi ribosome ។សម្រាប់ការចត S. cerevisiae ribosomes ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងស្មុគស្មាញជាមួយកត្តា hibernation Stm138, locust ribosomes in complex with Lso232 factor និង V. necatrix ribosomes in complex with Mdf1 និង Mdf231 factor ។ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះយើងបានរកឃើញដង់ស៊ីតេ cryo-EM ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងកត្តាដែលនៅសល់ Mdf1 ។ស្រដៀងទៅនឹង Mdf1 ដែលចងភ្ជាប់ទៅនឹង V. necatrix ribosome Mdf1 ក៏ភ្ជាប់ទៅនឹង ribosome E. cuniculi ផងដែរ ដែលជាកន្លែងដែលវារារាំងគេហទំព័រ E នៃ ribosome ដែលអាចជួយធ្វើឱ្យ ribosomes មាននៅពេលដែល spores ប៉ារ៉ាស៊ីតក្លាយជាអសកម្មនៃការរំលាយអាហារនៅពេលរាងកាយអសកម្ម) (រូបភាពទី 2) ។)
Mdf1 រារាំងគេហទំព័រអ៊ីនៃ ribosome ដែលហាក់ដូចជាជួយអសកម្ម ribosome នៅពេលដែល spores ប៉ារ៉ាស៊ីតក្លាយជាអសកម្មមេតាបូលីស។នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃ E. cuniculi ribosome យើងបានរកឃើញថា Mdf1 បង្កើតទំនាក់ទំនងមិនស្គាល់ពីមុនជាមួយ L1 ribosome stem ដែលជាផ្នែកនៃ ribosome ដែលសម្របសម្រួលការបញ្ចេញ tRNA deacylated ពី ribosome កំឡុងពេលសំយោគប្រូតេអ៊ីន។ទំនាក់ទំនងទាំងនេះបង្ហាញថា Mdf1 dissociates ពី ribosome ដោយប្រើយន្តការដូចគ្នានឹង deacetylated tRNA ដោយផ្តល់នូវការពន្យល់ដែលអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់របៀបដែល ribosome យក Mdf1 ចេញដើម្បីធ្វើសកម្មភាពសំយោគប្រូតេអ៊ីនឡើងវិញ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់យើងបានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងមិនស្គាល់រវាង Mdf1 និងជើង ribosome L1 (ផ្នែកនៃ ribosome ដែលជួយបញ្ចេញ tRNA deacylated ពី ribosome កំឡុងពេលសំយោគប្រូតេអ៊ីន)។ជាពិសេស Mdf1 ប្រើទំនាក់ទំនងដូចគ្នានឹងផ្នែកកែងដៃនៃម៉ូលេគុល tRNA deacylated (រូបភាព 2) ។គំរូម៉ូលេគុលដែលមិនស្គាល់ពីមុននេះបានបង្ហាញថា Mdf1 dissociates ពី ribosome ដោយប្រើយន្តការដូចគ្នានឹង deacetylated tRNA ដែលពន្យល់ពីរបៀបដែល ribosome ដកកត្តា hibernation នេះ ដើម្បីធ្វើសកម្មភាពសំយោគប្រូតេអ៊ីនឡើងវិញ។
នៅពេលបង្កើតគំរូ rRNA យើងបានរកឃើញថា E. cuniculi ribosome មានបំណែក rRNA បត់ខុសធម្មតា ដែលយើងហៅថា fused rRNA (រូបភាពទី 3)។នៅក្នុង ribosomes ដែលលាតសន្ធឹងលើដែនទាំងបីនៃជីវិត rRNA បត់ចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដែល rRNA ភាគច្រើនជាគូមូលដ្ឋាន និងបត់ជាមួយគ្នា ឬធ្វើអន្តរកម្មជាមួយប្រូតេអ៊ីន ribosomal 38,39,40។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុង ribosomes E. cuniculi rRNAs ហាក់ដូចជាបំពានលើគោលការណ៍បត់នេះ ដោយបំប្លែងផ្នែកខ្លះនៃ helices របស់ពួកគេទៅជាតំបន់ rRNA ដែលលាតត្រដាង។
រចនាសម្ព័ន្ធនៃ H18 25S rRNA helix នៅក្នុង S. cerevisiae, V. necatrix, និង E. cuniculi ។ជាធម្មតានៅក្នុង ribosomes ដែលលាតសន្ធឹងលើដែនជីវិតទាំងបី ខ្សែតំណភ្ជាប់នេះចូលទៅក្នុង RNA helix ដែលមានសំណល់ពី 24 ទៅ 34 ។នៅក្នុង Microsporidia ផ្ទុយទៅវិញ តំណភ្ជាប់ rRNA នេះត្រូវបានកាត់បន្ថយជាបណ្តើរៗទៅជាតំណភ្ជាប់ដែលសំបូរទៅដោយជាតិ uridine តែមួយខ្សែដែលមានតែ 12 សំណល់ប៉ុណ្ណោះ។ភាគច្រើននៃសំណល់ទាំងនេះត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងសារធាតុរំលាយ។តួលេខនេះបង្ហាញថា microsporidia ប៉ារ៉ាស៊ីតហាក់ដូចជាបំពានគោលការណ៍ទូទៅនៃការបត់ rRNA ដែលជាទូទៅមូលដ្ឋាន rRNA ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយមូលដ្ឋានផ្សេងទៀត ឬពាក់ព័ន្ធនឹងអន្តរកម្ម rRNA-ប្រូតេអ៊ីន។នៅក្នុង microsporidia បំណែក rRNA មួយចំនួនចាប់យកផ្នត់មិនអំណោយផល ដែលនៅក្នុងនោះ អតីត rRNA helix ក្លាយជាបំណែកដែលមានខ្សែតែមួយ ពន្លូតស្ទើរតែជាបន្ទាត់ត្រង់មួយ។វត្តមាននៃតំបន់មិនធម្មតាទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យ microsporidia rRNA ចងបំណែក rRNA ពីចម្ងាយដោយប្រើមូលដ្ឋាន RNA តិចតួចបំផុត។
ឧទាហរណ៍ដ៏ទាក់ទាញបំផុតនៃការផ្លាស់ប្តូរវិវត្តន៍នេះអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុង H18 25S rRNA helix (រូបភាព 3) ។នៅក្នុងប្រភេទសត្វពី E. coli ដល់មនុស្ស មូលដ្ឋាននៃ rRNA helix នេះមានផ្ទុក nucleotides 24-32 ដែលបង្កើតបានជា helix មិនទៀងទាត់បន្តិច។នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal ដែលបានកំណត់ពីមុនពី V. necatrix និង P. locustae, 31,32 មូលដ្ឋាននៃ H18 helix ត្រូវបាន uncoiled ដោយផ្នែក ប៉ុន្តែការផ្គូផ្គងមូលដ្ឋាន nucleotide ត្រូវបានរក្សាទុក។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុង E. cuniculi បំណែក rRNA នេះក្លាយជាតំណភ្ជាប់ខ្លីបំផុត 228UUUGU232 និង 301UUUUUUUUU307 ។មិនដូចបំណែក rRNA ធម្មតាទេ តំណភ្ជាប់ដែលសម្បូរទៅដោយជាតិ uridine ទាំងនេះមិនភ្ជាប់ ឬទំនាក់ទំនងយ៉ាងទូលំទូលាយជាមួយប្រូតេអ៊ីន ribosomal នោះទេ។ផ្ទុយទៅវិញ ពួកវាទទួលយករចនាសម្ព័ន្ធដែលបើកចំហរ និងបើកចំហពេញលេញ ដែលខ្សែ rRNA ត្រូវបានពង្រីកស្ទើរតែត្រង់។ការអនុលោមតាមដែលលាតសន្ធឹងនេះពន្យល់ពីរបៀបដែល E. cuniculi ប្រើមូលដ្ឋាន RNA ត្រឹមតែ 12 ដើម្បីបំពេញចន្លោះ 33 Å រវាង H16 និង H18 rRNA helices ខណៈដែលប្រភេទសត្វផ្សេងទៀតត្រូវការមូលដ្ឋាន rRNA យ៉ាងហោចណាស់ពីរដងដើម្បីបំពេញចន្លោះ។
ដូច្នេះហើយ យើងអាចបង្ហាញថា តាមរយៈការបត់មិនអំណោយផលដ៏ខ្លាំងក្លា ប៉ារ៉ាស៊ីត microsporidia បានបង្កើតយុទ្ធសាស្ត្រមួយដើម្បីចុះកិច្ចសន្យាសូម្បីតែផ្នែក rRNA ទាំងនោះដែលនៅតែត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងទូលំទូលាយនៅទូទាំងប្រភេទសត្វនៅក្នុងដែនទាំងបីនៃជីវិត។ជាក់ស្តែង តាមរយៈការប្រមូលផ្តុំការផ្លាស់ប្តូរដែលបំលែង rRNA helices ទៅជាតំណភ្ជាប់ poly-U ខ្លី E. cuniculi អាចបង្កើតបំណែក rRNA មិនធម្មតាដែលមាន nucleotides តិចតួចតាមដែលអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់ការភ្ជាប់នៃបំណែក rRNA ពីចម្ងាយ។នេះជួយពន្យល់ពីរបៀបដែល microsporidia សម្រេចបាននូវការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលមូលដ្ឋានរបស់ពួកគេដោយមិនបាត់បង់នូវភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងាររបស់ពួកគេ។
លក្ខណៈពិសេសមិនធម្មតាមួយទៀតនៃ E. cuniculi rRNA គឺរូបរាងរបស់ rRNA ដោយគ្មានក្រាស់ (រូបភាពទី 4) ។Bulges គឺជា nucleotides ដោយគ្មានគូមូលដ្ឋានដែលបត់ចេញពី RNA helix ជំនួសឱ្យការលាក់ខ្លួននៅក្នុងវា។សារធាតុ rRNA ភាគច្រើនដើរតួជាសារធាតុស្អិតម៉ូលេគុល ជួយចងប្រូតេអ៊ីន ribosomal ដែលនៅជាប់គ្នា ឬបំណែក rRNA ផ្សេងទៀត។ដុំពកខ្លះដើរតួជាហ៊ីង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យ rRNA helix បត់បែន និងបត់បានល្អបំផុតសម្រាប់ការសំយោគប្រូតេអ៊ីនដែលមានផលិតភាព 41 ។
a An rRNA protrusion (S. cerevisiae numbering) គឺអវត្តមានពីរចនាសម្ព័ន្ធ E. cuniculi ribosome ប៉ុន្តែមានវត្តមាននៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀត b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens និង E. cuniculi ribosomes ខាងក្នុង។ប៉ារ៉ាស៊ីតខ្វះចន្លោះ rRNA បុរាណជាច្រើន ដែលត្រូវបានរក្សាទុកយ៉ាងខ្លាំង។thickenings ទាំងនេះធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធ ribosome;ដូច្នេះអវត្តមានរបស់ពួកគេនៅក្នុង microsporidia បង្ហាញពីស្ថេរភាពនៃការបត់ rRNA នៅក្នុងប៉ារ៉ាស៊ីត microsporidia ។ការប្រៀបធៀបជាមួយដើម P (L7/L12 ដើមនៅក្នុងបាក់តេរី) បង្ហាញថាការបាត់បង់ rRNA ជួនកាលស្របគ្នានឹងរូបរាងនៃរលាក់ថ្មីនៅជាប់នឹងរលាក់ដែលបាត់បង់។H42 helix នៅក្នុង 23S/28S rRNA មានប៉ោងបុរាណ (U1206 in Saccharomyces cerevisiae) ដែលប៉ាន់ស្មានថាមានអាយុកាលយ៉ាងតិច 3.5 ពាន់លានឆ្នាំ ដោយសារការការពាររបស់វានៅក្នុងដែនជីវិតបី។នៅក្នុង microsporidia, ប៉ោងនេះត្រូវបានលុបចោល។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដុំពកថ្មីមួយបានលេចចេញនៅជាប់នឹងដុំពកដែលបាត់ (A1306 in E. cuniculi)។
គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល យើងបានរកឃើញថា ឆ្អឹងជំនីរ E. cuniculi ខ្វះខាតភាគច្រើននៃ rRNA bulges ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងប្រភេទសត្វផ្សេងទៀត រួមទាំង bulges ច្រើនជាង 30 ដែលត្រូវបានអភិរក្សនៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀត (រូបភាព 4a) ។ការបាត់បង់នេះលុបបំបាត់ទំនាក់ទំនងជាច្រើនរវាងផ្នែករង ribosomal និង helices rRNA ដែលនៅជាប់គ្នា ជួនកាលបង្កើតជាប្រហោងធំនៅក្នុង ribosome ដែលធ្វើឱ្យ ribosome E. cuniculi មានភាពផុយជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង ribosomes ប្រពៃណីច្រើន (រូបភាព 4b) ។គួរកត់សម្គាល់ថាយើងបានរកឃើញថាភាគច្រើននៃដុំពកទាំងនេះក៏ត្រូវបានបាត់បង់ផងដែរនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ V. necatrix និង P. locustae ribosome ដែលត្រូវបានកំណត់ពីមុន ដែលត្រូវបានមើលរំលងដោយការវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធពីមុន 31,32 ។
ពេលខ្លះការបាត់បង់ rRNA bulges ត្រូវបានអមដោយការវិវត្តនៃ bulges ថ្មីនៅជាប់នឹង bulges បាត់បង់។ឧទាហរណ៍ ribosomal P-stem មានដុំពក U1208 (នៅក្នុង Saccharomyces cerevisiae) ដែលបានរស់រានមានជីវិតពី E. coli ដល់មនុស្ស ហើយដូច្នេះត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានថាមានអាយុ 3.5 ពាន់លានឆ្នាំ។កំឡុងពេលសំយោគប្រូតេអ៊ីន ដុំពកនេះជួយឱ្យដើម P ផ្លាស់ទីរវាងទម្រង់បើកចំហ និងបិទ ដូច្នេះ ribosome អាចជ្រើសរើសកត្តាបកប្រែ និងបញ្ជូនពួកវាទៅកន្លែងសកម្ម។នៅក្នុង E. cuniculi ribosomes ការឡើងក្រាស់នេះគឺអវត្តមាន។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការឡើងក្រាស់ថ្មី (G883) ដែលមានទីតាំងនៅក្នុងគូគោលបីអាចរួមចំណែកដល់ការស្ដារឡើងវិញនូវភាពបត់បែនដ៏ល្អប្រសើរនៃដើម P (រូបភាព 4c)។
ទិន្នន័យរបស់យើងនៅលើ rRNA ដោយគ្មានប៉ោងបង្ហាញថា ការបង្រួមអប្បបរមា rRNA មិនត្រូវបានកំណត់ចំពោះការបាត់បង់ធាតុ rRNA នៅលើផ្ទៃនៃ ribosome នោះទេ ប៉ុន្តែក៏អាចពាក់ព័ន្ធនឹងស្នូល ribosome ផងដែរ ដោយបង្កើតនូវពិការភាពម៉ូលេគុលជាក់លាក់ប៉ារ៉ាស៊ីត ដែលមិនត្រូវបានពិពណ៌នានៅក្នុងកោសិកាដែលរស់នៅដោយសេរី។ប្រភេទសត្វរស់នៅត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ។
បន្ទាប់ពីការធ្វើគំរូនៃប្រូតេអ៊ីន ribosomal canonical និង rRNA យើងបានរកឃើញថាសមាសធាតុ ribosomal ធម្មតាមិនអាចពន្យល់បីផ្នែកនៃរូបភាព cryo-EM បានទេ។បំណែកពីរក្នុងចំនោមបំណែកទាំងនេះគឺជាម៉ូលេគុលតូចៗក្នុងទំហំ (រូបភាពទី 5 បំពេញបន្ថែមរូបភាពទី 8) ។ផ្នែកទី 1 ត្រូវបានដាក់បញ្ចូលគ្នារវាងប្រូតេអ៊ីន ribosomal uL15 និង eL18 នៅក្នុងទីតាំងមួយដែលជាធម្មតាត្រូវបានកាន់កាប់ដោយ C-terminus នៃ eL18 ដែលខ្លីនៅក្នុង E. cuniculi ។ទោះបីជាយើងមិនអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណនៃម៉ូលេគុលនេះក៏ដោយ ទំហំ និងរូបរាងរបស់កោះដង់ស៊ីតេនេះត្រូវបានពន្យល់យ៉ាងល្អដោយវត្តមានរបស់ម៉ូលេគុល spermidine ។ការភ្ជាប់របស់វាទៅនឹង ribosome ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពដោយការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់នៃ microsporidia នៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន uL15 (Asp51 និង Arg56) ដែលហាក់ដូចជាបង្កើនភាពស្និទ្ធស្នាលនៃ ribosome សម្រាប់ម៉ូលេគុលតូចនេះ ដោយសារពួកវាអនុញ្ញាតឱ្យ uL15 រុំម៉ូលេគុលតូចទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal ។រូបភាពបន្ថែម 2) ។8, ទិន្នន័យបន្ថែម 1, 2) ។
រូបភាព Cryo-EM បង្ហាញពីវត្តមានរបស់នុយក្លេអូទីតនៅខាងក្រៅ ribose ភ្ជាប់ទៅនឹង ribosome E. cuniculi ។នៅក្នុង ribosome E. cuniculi នុយក្លេអូទីតនេះកាន់កាប់កន្លែងដូចគ្នាទៅនឹង 25S rRNA A3186 nucleotide (Saccharomyces cerevisiae numbering) នៅក្នុង ribosome eukaryotic ផ្សេងទៀតភាគច្រើន។b នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal នៃ E. cuniculi នុយក្លេអូទីតនេះស្ថិតនៅចន្លោះប្រូតេអ៊ីន ribosomal uL9 និង eL20 ដោយហេតុនេះធ្វើឱ្យទំនាក់ទំនងរវាងប្រូតេអ៊ីនទាំងពីរមានស្ថេរភាព។ការវិភាគការអភិរក្សលំដាប់ cd eL20 ក្នុងចំណោមប្រភេទ microsporidia ។មែកធាង phylogenetic នៃប្រភេទ Microsporidia (c) និងការតម្រឹមតាមលំដាប់លំដោយច្រើននៃប្រូតេអ៊ីន eL20 (d) បង្ហាញថាសំណល់ដែលភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត F170 និង K172 ត្រូវបានអភិរក្សនៅក្នុង Microsporidia ធម្មតាភាគច្រើន លើកលែងតែ S. lophii លើកលែងតែផ្នែកដើមដំបូងរបស់ Microsporidia ដែលរក្សាផ្នែកបន្ថែមនៃ Microsporidia ។e តួលេខនេះបង្ហាញថាសំណល់ដែលភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត F170 និង K172 មានវត្តមានតែនៅក្នុង eL20 នៃហ្សែន microsporidia ដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ប៉ុន្តែមិនមែននៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀតទេ។សរុបមក ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញថា Microsporidian ribosomes បានបង្កើតកន្លែងភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត ដែលហាក់ដូចជាចងម៉ូលេគុល AMP ហើយប្រើពួកវាដើម្បីធ្វើឱ្យអន្តរកម្មប្រូតេអ៊ីន និងប្រូតេអ៊ីនមានស្ថេរភាពនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal ។ការអភិរក្សខ្ពស់នៃកន្លែងចងនេះនៅក្នុង Microsporidia និងអវត្តមានរបស់វានៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀតបង្ហាញថាគេហទំព័រនេះអាចផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍នៃការរស់រានមានជីវិតជ្រើសរើសសម្រាប់ Microsporidia ។ដូច្នេះ ហោប៉ៅភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតនៅក្នុង microsporidia ribosome ហាក់ដូចជាមិនមានលក្ខណៈ degenerate ឬទម្រង់បញ្ចប់នៃការ degradation rRNA ដូចដែលបានពិពណ៌នាពីមុននោះទេ ប៉ុន្តែជាការវិវត្តន៍ប្រកបដោយប្រយោជន៍ដែលអនុញ្ញាតឱ្យ microsporidia ribosome ចងដោយផ្ទាល់នូវម៉ូលេគុលតូចៗ ដោយប្រើពួកវាជាប្លុកអាគារម៉ូលេគុល។ប្លុកសំណង់សម្រាប់ ribosomes ។ការរកឃើញនេះធ្វើឱ្យ microsporidia ribosome ក្លាយជា ribosome តែមួយគត់ដែលគេស្គាល់ថាប្រើ nucleotide តែមួយជាបណ្តុំរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។f ផ្លូវបដិវត្តន៍សម្មតិកម្មដែលកើតចេញពីការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត។
ដង់ស៊ីតេនៃទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបទីពីរមានទីតាំងនៅចំណុចប្រទាក់រវាងប្រូតេអ៊ីន ribosomal uL9 និង eL30 (រូបភាព 5a)។ចំណុចប្រទាក់នេះត្រូវបានពិពណ៌នាពីមុននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃ Saccharomyces cerevisiae ribosome ជាកន្លែងចងសម្រាប់ nucleotide 25S នៃ rRNA A3186 (ផ្នែកបន្ថែមនៃ ES39L rRNA)38 ។វាត្រូវបានបង្ហាញថានៅក្នុង ribosomes P. locustae ES39L degenerate ចំណុចប្រទាក់នេះភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត 31 តែមួយដែលមិនស្គាល់ ហើយវាត្រូវបានគេសន្មត់ថានុយក្លេអូទីតនេះគឺជាទម្រង់ចុងក្រោយដែលកាត់បន្ថយនៃ rRNA ដែលប្រវែងនៃ rRNA គឺ ~ 130-230 មូលដ្ឋាន។ES39L ត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជានុយក្លេអូទីតតែមួយ 32.43។រូបភាព cryo-EM របស់យើងគាំទ្រគំនិតដែលថាដង់ស៊ីតេអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយ nucleotides ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គុណភាពបង្ហាញខ្ពស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់យើងបានបង្ហាញថា នុយក្លេអូទីតនេះគឺជាម៉ូលេគុល extraribosomal អាចជា AMP (រូបភាព 5a, ខ)។
បន្ទាប់មក យើងបានសួរថាតើកន្លែងភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតបានបង្ហាញខ្លួននៅក្នុង E. cuniculi ribosome ឬថាតើវាមានពីមុនមក។ដោយសារការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតត្រូវបានសម្របសម្រួលជាចម្បងដោយសំណល់ Phe170 និង Lys172 នៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន eL30 ribosomal យើងបានវាយតម្លៃការអភិរក្សនៃសំណល់ទាំងនេះនៅក្នុង 4396 eukaryotes តំណាង។ដូចនៅក្នុងករណីនៃ uL15 ខាងលើ យើងបានរកឃើញថាសំណល់ Phe170 និង Lys172 ត្រូវបានរក្សាទុកយ៉ាងខ្ពស់តែនៅក្នុង Microsporidia ធម្មតាប៉ុណ្ណោះ ប៉ុន្តែអវត្តមាននៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀត រួមទាំង atypical Microsporidia Mitosporidium និង Amphiamblys ដែលក្នុងនោះ ES39L rRNA fragment មិនត្រូវបានកាត់បន្ថយ 6 , 4 , 4 ជី។-e)
រួមគ្នា ទិន្នន័យទាំងនេះគាំទ្រគំនិតដែលថា E. cuniculi និងអាចជា microsporidia canonical ផ្សេងទៀតបានវិវត្តន៍សមត្ថភាពក្នុងការចាប់យកសារធាតុរំលាយអាហារតូចៗមួយចំនួនធំនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosome ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ការថយចុះនៃកម្រិត rRNA និងប្រូតេអ៊ីន។ក្នុងការធ្វើដូច្នេះ ពួកគេបានបង្កើតសមត្ថភាពពិសេសមួយក្នុងការចង nucleotides នៅខាងក្រៅ ribosome ដោយបង្ហាញថារចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាស៊ីតផ្តល់សំណងដោយការចាប់យកសារធាតុរំលាយអាហារតូចៗដែលមានច្រើនក្រៃលែង ហើយប្រើពួកវាជាលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃ RNA ដែលខូច និងបំណែកប្រូតេអ៊ីន។.
ផ្នែកទី 3 នៃផែនទី cryo-EM របស់យើងដែលត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងផ្នែករង ribosomal ធំ។គុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ដែលទាក់ទង (2.6 Å) នៃផែនទីរបស់យើងបង្ហាញថាដង់ស៊ីតេនេះជារបស់ប្រូតេអ៊ីនជាមួយនឹងការរួមផ្សំតែមួយគត់នៃសំណល់ខ្សែសង្វាក់ចំហៀងធំ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់អត្តសញ្ញាណដង់ស៊ីតេនេះថាជាប្រូតេអ៊ីន ribosomal ដែលមិនស្គាល់ពីមុនដែលយើងបានរកឃើញថាវាត្រូវបានគេហៅថា msL2 (Microsporidia- ប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់ L2) (វិធីសាស្រ្តរូបភាព 6) ។ការស្វែងរកលក្ខណៈដូចគ្នារបស់យើងបានបង្ហាញថា msL2 ត្រូវបានអភិរក្សនៅក្នុងអំបូរ Microsporidia នៃ genus Encephaliter និង Orosporidium ប៉ុន្តែអវត្តមាននៅក្នុងប្រភេទសត្វផ្សេងទៀត រួមទាំង Microsporidia ផ្សេងទៀត។នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal msL2 កាន់កាប់ចន្លោះដែលបង្កើតឡើងដោយការបាត់បង់ ES31L rRNA ដែលបានពង្រីក។នៅក្នុងការចាត់ទុកជាមោឃៈនេះ msL2 ជួយធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពនៃការបត់ rRNA និងអាចទូទាត់សងសម្រាប់ការបាត់បង់ ES31L (រូបភាពទី 6) ។
ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុង និងគំរូនៃប្រូតេអ៊ីន Ribosomal ជាក់លាក់ Microsporidia msL2 ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង E. cuniculi ribosomes ។b ភាគច្រើននៃ eukaryotic ribosomes រួមទាំង 80S ribosome នៃ Saccharomyces cerevisiae មាន ES19L rRNA amplification បាត់បង់នៅក្នុងប្រភេទ Microsporidian ភាគច្រើន។រចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបង្កើតឡើងពីមុននៃ V. necatrix microsporidia ribosome បង្ហាញថាការបាត់បង់ ES19L នៅក្នុងប៉ារ៉ាស៊ីតទាំងនេះត្រូវបានទូទាត់ដោយការវិវត្តនៃប្រូតេអ៊ីន msL1 ribosomal ថ្មី។នៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងបានរកឃើញថា E. cuniculi ribosome ក៏បានបង្កើតប្រូតេអ៊ីន Ribosomal RNA បន្ថែមដែលជាសំណងជាក់ស្តែងសម្រាប់ការបាត់បង់ ES19L ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ msL2 (បច្ចុប្បន្នត្រូវបានកត់សំគាល់ថាជាប្រូតេអ៊ីន ECU06_1135 សម្មតិកម្ម) និង msL1 មានប្រភពដើមនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងការវិវត្តខុសៗគ្នា។c របកគំហើញនៃការបង្កើត msL1 និង msL2 ribosomal proteins ដែលមិនទាក់ទងគ្នានៃការវិវត្តន៍នេះ បង្ហាញថា ប្រសិនបើ ribosomes ប្រមូលផ្តុំការផ្លាស់ប្តូរដែលរំខាននៅក្នុង rRNA របស់ពួកគេ ពួកគេអាចសម្រេចបាននូវកម្រិតនៃភាពចម្រុះនៃសមាសភាពដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក សូម្បីតែផ្នែកតូចមួយនៃប្រភេទដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។របកគំហើញនេះអាចជួយបញ្ជាក់ពីប្រភពដើម និងការវិវត្តនៃ mitochondrial ribosome ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាសម្រាប់ rRNA ដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង និងការប្រែប្រួលមិនធម្មតានៃសមាសធាតុប្រូតេអ៊ីននៅទូទាំងប្រភេទសត្វ។
បន្ទាប់មក យើងបានប្រៀបធៀបប្រូតេអ៊ីន msL2 ជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីន msL1 ដែលបានពិពណ៌នាពីមុន ដែលជាប្រូតេអ៊ីន ribosomal ជាក់លាក់ជាក់លាក់របស់ microsporidia ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង V. necatrix ribosome ។យើងចង់សាកល្បងថាតើ msL1 និង msL2 មានទំនាក់ទំនងការវិវត្តន៍ដែរឬទេ។ការវិភាគរបស់យើងបានបង្ហាញថា msL1 និង msL2 កាន់កាប់បែហោងដូចគ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal ប៉ុន្តែមានរចនាសម្ព័ន្ធបឋម និងទីបីផ្សេងគ្នា ដែលបង្ហាញពីប្រភពដើមនៃការវិវត្តន៍ឯករាជ្យរបស់ពួកគេ (រូបភាព 6) ។ដូច្នេះការរកឃើញរបស់យើងនៃ msL2 ផ្តល់នូវភស្តុតាងដែលថាក្រុមនៃប្រភេទ eukaryotic បង្រួមអាចវិវឌ្ឍដោយឯករាជ្យនូវប្រូតេអ៊ីន ribosomal ដាច់ដោយឡែកដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់ការបាត់បង់បំណែក rRNA ។ការរកឃើញនេះគឺគួរឱ្យកត់សម្គាល់ដែលថា cytoplasmic eukaryotic ribosomes ភាគច្រើនផ្ទុកនូវប្រូតេអ៊ីនដែលមិនប្រែប្រួល រួមទាំងក្រុមគ្រួសារដូចគ្នានៃប្រូតេអ៊ីន 81 ribosomal ។ការលេចឡើងនៃ msL1 និង msL2 នៅក្នុងស្រទាប់ផ្សេងៗនៃ microsporidia ក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងការបាត់បង់ផ្នែក rRNA ដែលបានពង្រីកបង្ហាញថា ការរិចរិលនៃស្ថាបត្យកម្មម៉ូលេគុលរបស់ប៉ារ៉ាស៊ីតបណ្តាលឱ្យប៉ារ៉ាស៊ីតស្វែងរកការផ្លាស់ប្តូរសំណង ដែលនៅទីបំផុតអាចនាំទៅដល់ការទទួលបានរបស់ពួកគេនៅក្នុងចំនួនប៉ារ៉ាស៊ីតផ្សេងៗគ្នា។រចនាសម្ព័ន្ធ។
ជាចុងក្រោយ នៅពេលដែលគំរូរបស់យើងត្រូវបានបញ្ចប់ យើងបានប្រៀបធៀបសមាសភាពនៃ E. cuniculi ribosome ជាមួយនឹងអ្វីដែលបានព្យាករណ៍ពីលំដាប់ហ្សែន។ប្រូតេអ៊ីន ribosomal ជាច្រើន រួមទាំង eL14, eL38, eL41, និង eS30 ពីមុនត្រូវបានគេគិតថាបាត់ពីហ្សែន E. cuniculi ដោយសារតែអវត្តមានជាក់ស្តែងនៃ homologues របស់ពួកគេពីហ្សែន E. cuniculi ។ការបាត់បង់ប្រូតេអ៊ីន ribosomal ជាច្រើនក៏ត្រូវបានព្យាករណ៍ផងដែរចំពោះប៉ារ៉ាស៊ីតខាងក្នុង និង endosymbionts ដែលមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងផ្សេងទៀត។ជាឧទាហរណ៍ ទោះបីជាបាក់តេរីដែលរស់នៅដោយសេរីភាគច្រើនមានក្រុមគ្រួសារដូចគ្នានៃប្រូតេអ៊ីន 54 ribosomal ក៏ដោយ មានតែគ្រួសារប្រូតេអ៊ីន 11 ប៉ុណ្ណោះដែលមានភាពដូចគ្នាដែលអាចរកឃើញនៅក្នុងហ្សែនដែលបានវិភាគនីមួយៗនៃបាក់តេរីដែលដាក់កម្រិតម៉ាស៊ីន។ដើម្បីគាំទ្រដល់ការយល់ឃើញនេះ ការបាត់បង់ប្រូតេអ៊ីន ribosomal ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយពិសោធន៍នៅក្នុង V. necatrix និង P. locustae microsporidia ដែលខ្វះប្រូតេអ៊ីន eL38 និង eL4131,32។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់យើងបង្ហាញថាមានតែ eL38, eL41, និង eS30 ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបាត់បង់នៅក្នុង E. cuniculi ribosome ។ប្រូតេអ៊ីន eL14 ត្រូវបានអភិរក្ស ហើយរចនាសម្ព័ន្ធរបស់យើងបានបង្ហាញពីមូលហេតុដែលប្រូតេអ៊ីននេះមិនអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងការស្វែងរកដូចគ្នា (រូបភាព 7) ។នៅក្នុង E. cuniculi ribosomes ភាគច្រើននៃកន្លែងចង eL14 ត្រូវបានបាត់បង់ដោយសារតែការរិចរិលនៃ rRNA-amplified ES39L ។អវត្ដមាននៃ ES39L eL14 បានបាត់បង់ភាគច្រើននៃរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំរបស់វា ហើយមានតែ 18% នៃលំដាប់ eL14 គឺដូចគ្នាបេះបិទនៅក្នុង E. cuniculi និង S. cerevisiae ។ការរក្សាលំដាប់លំដោយមិនល្អនេះគឺគួរអោយកត់សំគាល់ព្រោះសូម្បីតែ Saccharomyces cerevisiae និង Homo sapiens—សារពាង្គកាយដែលវិវឌ្ឍន៍ខុសគ្នា 1.5 ពាន់លានឆ្នាំ—ចែករំលែកច្រើនជាង 51% នៃសំណល់ដូចគ្នានៅក្នុង eL14 ។ការបាត់បង់ការអភិរក្សដែលមិនប្រក្រតីនេះពន្យល់ពីមូលហេតុដែល E. cuniculi eL14 បច្ចុប្បន្នត្រូវបានសម្គាល់ថាជាប្រូតេអ៊ីន putative M970_061160 ហើយមិនមែនជាប្រូតេអ៊ីន eL1427 ribosomal ទេ។
និង Microsporidia ribosome បានបាត់បង់ផ្នែកបន្ថែម ES39L rRNA ដែលលុបបំបាត់ផ្នែកខ្លះនៃកន្លែងភ្ជាប់ប្រូតេអ៊ីន eL14 ribosomal ។អវត្ដមាននៃ ES39L ប្រូតេអ៊ីន microspore eL14 ទទួលរងការបាត់បង់រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំដែលក្នុងនោះ α-helix ដែលភ្ជាប់ rRNA ពីមុនចូលទៅក្នុងរង្វិលជុំប្រវែងអប្បបរមា។b ការតម្រឹមតាមលំដាប់លំដោយច្រើនបង្ហាញថាប្រូតេអ៊ីន eL14 ត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងប្រភេទ eukaryotic (អត្តសញ្ញាណលំដាប់ 57% រវាងផ្សិត និងមនុស្សដូចគ្នា) ប៉ុន្តែត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងលំបាក និងមានភាពខុសប្លែកគ្នានៅក្នុង microsporidia (ក្នុងនោះមិនលើសពី 24% នៃសំណល់គឺដូចគ្នាបេះបិទទៅនឹង eL14 homologue) ។ពី S. cerevisiae ឬ H. sapiens) ។ការអភិរក្សលំដាប់លំដោយមិនល្អនេះ និងភាពប្រែប្រួលនៃរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនេះពន្យល់ពីមូលហេតុដែល eL14 ដូចគ្នាមិនត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង E. cuniculi និងមូលហេតុដែលប្រូតេអ៊ីននេះត្រូវបានគេគិតថាត្រូវបានបាត់បង់នៅក្នុង E. cuniculi ។ផ្ទុយទៅវិញ E. cuniculi eL14 ត្រូវបានកត់សម្គាល់ពីមុនថាជាប្រូតេអ៊ីន M970_061160 putative ។ការសង្កេតនេះបង្ហាញថា ភាពចម្រុះនៃហ្សែន microsporidia បច្ចុប្បន្នត្រូវបានប៉ាន់ស្មានលើសលប់៖ ហ្សែនមួយចំនួនដែលបច្ចុប្បន្នត្រូវបានគេគិតថាត្រូវបានបាត់បង់នៅក្នុង microsporidia ជាការពិតត្រូវបានបម្រុងទុក ទោះបីជានៅក្នុងទម្រង់ខុសគ្នាខ្លាំងក៏ដោយ។ផ្ទុយទៅវិញ អ្នកខ្លះត្រូវបានគេគិតថាសរសេរកូដសម្រាប់ហ្សែន microsporidia សម្រាប់ប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់នៃពពួក Worm (ឧទាហរណ៍ ប្រូតេអ៊ីនសម្មតិកម្ម M970_061160) ពិតជាលេខកូដសម្រាប់ប្រូតេអ៊ីនចម្រុះដែលមាននៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀត។
ការរកឃើញនេះបង្ហាញថា rRNA denaturation អាចនាំទៅរកការបាត់បង់យ៉ាងខ្លាំងនៃការអភិរក្សលំដាប់នៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន ribosomal ដែលនៅជាប់គ្នា ដែលធ្វើឱ្យប្រូតេអ៊ីនទាំងនេះមិនអាចរកឃើញសម្រាប់ការស្វែងរកស្រដៀងគ្នា។ដូច្នេះ យើងអាចប៉ាន់ស្មានលើសកម្រិតជាក់ស្តែងនៃការរិចរិលម៉ូលេគុលនៅក្នុងសារពាង្គកាយហ្សែនតូចៗ ចាប់តាំងពីប្រូតេអ៊ីនមួយចំនួនគិតថានឹងបាត់បង់នៅតែបន្តកើតមាន ទោះបីជាមានទម្រង់ផ្លាស់ប្តូរខ្លាំងក៏ដោយ។
តើប៉ារ៉ាស៊ីតអាចរក្សាមុខងារនៃម៉ាស៊ីនម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេដោយរបៀបណា ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការកាត់បន្ថយហ្សែនខ្លាំង?ការសិក្សារបស់យើងឆ្លើយសំណួរនេះដោយពិពណ៌នាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលស្មុគស្មាញ (ribosome) នៃ E. cuniculi ដែលជាសារពាង្គកាយមួយដែលមានហ្សែន eukaryotic តូចជាងគេបំផុត។
វាត្រូវបានគេស្គាល់អស់រយៈពេលជិតពីរទសវត្សរ៍មកហើយដែលម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីន និង RNA នៅក្នុងពពួកប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណជារឿយៗខុសពីម៉ូលេគុលដូចគ្នារបស់ពួកគេនៅក្នុងប្រភេទសត្វដែលរស់នៅដោយសេរី ព្រោះវាខ្វះមជ្ឈមណ្ឌលត្រួតពិនិត្យគុណភាពត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 50% នៃទំហំរបស់វានៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណរស់នៅដោយសេរី។ល។បំរែបំរួលបំរែបំរួលជាច្រើនដែលធ្វើឱ្យខូចដល់ការបត់ និងមុខងារ។ឧទាហរណ៍ ribosomes នៃសារពាង្គកាយហ្សែនតូចៗ រួមទាំងប៉ារ៉ាស៊ីតក្នុងកោសិកា និង endosymbionts ជាច្រើនត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងខ្វះប្រូតេអ៊ីន ribosomal ជាច្រើន និងរហូតដល់មួយភាគបីនៃ rRNA nucleotides បើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រភេទសត្វដែលរស់នៅដោយសេរី 27, 29, 30, 49។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មធ្យោបាយដែលម៉ូលេគុលទាំងនេះបានសិក្សាជាចម្បងនៅក្នុងប៉ារ៉ាស៊ីត។
ការសិក្សារបស់យើងបង្ហាញថារចនាសម្ព័នរបស់ម៉ាក្រូម៉ូលេគុលអាចបង្ហាញទិដ្ឋភាពជាច្រើននៃការវិវត្តន៍ដែលពិបាកដកចេញពីការសិក្សាហ្សែនប្រៀបធៀបបែបប្រពៃណីនៃប៉ារ៉ាស៊ីតក្នុងកោសិកា និងសារពាង្គកាយដែលដាក់កម្រិតផ្សេងទៀត (រូបភាពបន្ថែម 7) ។ឧទាហរណ៍ឧទាហរណ៍នៃប្រូតេអ៊ីន eL14 បង្ហាញថាយើងអាចប៉ាន់ស្មានលើសកម្រិតជាក់ស្តែងនៃការរិចរិលនៃបរិធានម៉ូលេគុលនៅក្នុងពពួកប៉ារ៉ាស៊ីត។ប៉ារ៉ាស៊ីត Encephalitic ឥឡូវនេះត្រូវបានគេជឿថាមានហ្សែនជាក់លាក់ microsporidia រាប់រយ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធផលរបស់យើងបង្ហាញថា ហ្សែនមួយចំនួនដែលហាក់ដូចជាជាក់លាក់ទាំងនេះ តាមពិតគ្រាន់តែជាហ្សែនខុសគ្នាខ្លាំង ដែលជារឿងធម្មតានៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀត។លើសពីនេះទៅទៀត ឧទាហរណ៍នៃប្រូតេអ៊ីន msL2 បង្ហាញពីរបៀបដែលយើងមើលរំលងប្រូតេអ៊ីន ribosomal ថ្មី និងវាយតម្លៃខ្លឹមសារនៃម៉ាស៊ីនម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាស៊ីត។ឧទាហរណ៍នៃម៉ូលេគុលតូចៗបង្ហាញពីរបៀបដែលយើងអាចមើលរំលងការច្នៃប្រឌិតដ៏ប៉ិនប្រសប់បំផុតនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាស៊ីតដែលអាចផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវសកម្មភាពជីវសាស្រ្តថ្មី។
សរុបមក លទ្ធផលទាំងនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីភាពខុសគ្នារវាងរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលនៃសារពាង្គកាយដែលដាក់កំហិតដោយម៉ាស៊ីន និងសមភាគីរបស់ពួកគេនៅក្នុងសារពាង្គកាយដែលរស់នៅដោយសេរី។យើងបង្ហាញថាម៉ាស៊ីនម៉ូលេគុល ដែលគិតជាយូរមកហើយថាត្រូវកាត់បន្ថយ ខូចគុណភាព និងជាកម្មវត្ថុនៃការផ្លាស់ប្តូរដែលធ្វើឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយផ្សេងៗ ផ្ទុយទៅវិញមានសំណុំនៃរចនាសម្ព័ន្ធមិនធម្មតាដែលមើលរំលងជាប្រព័ន្ធ។
ម្យ៉ាងវិញទៀត បំណែក rRNA ដែលមិនមានសំពីងសំពោង និងបំណែកប្រសព្វគ្នា ដែលយើងបានរកឃើញនៅក្នុង ribosomes នៃ E. cuniculi បានបង្ហាញថា ការកាត់បន្ថយហ្សែនអាចផ្លាស់ប្តូរសូម្បីតែផ្នែកទាំងនោះនៃគ្រឿងម៉ាស៊ីនម៉ូលេគុលមូលដ្ឋានដែលត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងដែនបីនៃជីវិត - បន្ទាប់ពីជិត 3.5 ពាន់លានឆ្នាំ។ការវិវត្តន៍ឯករាជ្យនៃប្រភេទសត្វ។
បំណែក rRNA ដែលមិនមានប៉ោង និងលាយបញ្ចូលគ្នានៅក្នុង E. cuniculi ribosomes មានការចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសចំពោះពន្លឺនៃការសិក្សាពីមុននៃម៉ូលេគុល RNA នៅក្នុងបាក់តេរី endosymbiotic ។ឧទាហរណ៍នៅក្នុង aphid endosymbiont Buchnera aphidicola, rRNA និង tRNA ម៉ូលេគុលត្រូវបានបង្ហាញថាមានរចនាសម្ព័ន្ធងាយនឹងសីតុណ្ហភាពដោយសារតែភាពលំអៀងនៃសមាសភាព A + T និងសមាមាត្រខ្ពស់នៃគូមូលដ្ឋានដែលមិនមែនជា Canonical 20,50 ។ការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះនៅក្នុង RNA ក៏ដូចជាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីនឥឡូវនេះត្រូវបានគេគិតថាទទួលខុសត្រូវចំពោះការពឹងផ្អែកខ្លាំងនៃ endosymbionts លើដៃគូនិងអសមត្ថភាពនៃ endosymbionts ដើម្បីផ្ទេរកំដៅ 21, 23 ។ទោះបីជា microsporidia rRNA ប៉ារ៉ាស៊ីតមានការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នាក៏ដោយក៏ធម្មជាតិនៃការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះបង្ហាញថាការថយចុះស្ថេរភាពកម្ដៅនិងការពឹងផ្អែកខ្ពស់លើប្រូតេអ៊ីន chaperone អាចជាលក្ខណៈទូទៅនៃម៉ូលេគុល RNA នៅក្នុងសារពាង្គកាយដែលមានហ្សែនកាត់បន្ថយ។
ម្យ៉ាងវិញទៀត រចនាសម្ព័ន្ធរបស់យើងបង្ហាញថា ប៉ារ៉ាស៊ីត microsporidia បានវិវឌ្ឍន៍សមត្ថភាពពិសេសមួយក្នុងការទប់ទល់នឹង rRNA ដែលត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងទូលំទូលាយ និងបំណែកប្រូតេអ៊ីន អភិវឌ្ឍសមត្ថភាពក្នុងការប្រើប្រាស់សារធាតុរំលាយអាហារតូចៗដែលមានច្រើនក្រៃលែង ជាការចម្លងតាមរចនាសម្ព័ន្ធនៃ rRNA ដែលខូច និងបំណែកប្រូតេអ៊ីន។ការបំផ្លាញរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុល.មតិនេះត្រូវបានគាំទ្រដោយការពិតដែលថាម៉ូលេគុលតូចៗដែលទូទាត់សងសម្រាប់ការបាត់បង់បំណែកប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង rRNA និង ribosomes នៃ E. cuniculi ភ្ជាប់ទៅនឹងសំណល់ជាក់លាក់នៃ microsporidia នៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន uL15 និង eL30 ។នេះបង្ហាញថាការភ្ជាប់នៃម៉ូលេគុលតូចៗទៅនឹង ribosomes អាចជាផលិតផលនៃជម្រើសវិជ្ជមាន ដែលការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់របស់ Microsporidia នៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន ribosomal ត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់សមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការបង្កើនភាពស្និទ្ធស្នាលនៃ ribosomes សម្រាប់ម៉ូលេគុលតូចៗ ដែលអាចនាំឱ្យមានសារពាង្គកាយ ribosomal កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។របកគំហើញនេះបង្ហាញពីការច្នៃប្រឌិតដ៏ឆ្លាតវៃនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលនៃប៉ារ៉ាស៊ីតអតិសុខុមប្រាណ និងផ្តល់ឱ្យយើងនូវការយល់ដឹងកាន់តែច្បាស់អំពីរបៀបដែលរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាស៊ីតរក្សាមុខងាររបស់ពួកគេ ទោះបីជាមានការវិវត្តន៍កាត់បន្ថយក៏ដោយ។
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ការកំណត់អត្តសញ្ញាណនៃម៉ូលេគុលតូចៗទាំងនេះនៅមិនទាន់ច្បាស់នៅឡើយ។វាមិនច្បាស់ថាហេតុអ្វីបានជារូបរាងនៃម៉ូលេគុលតូចៗទាំងនេះនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ribosomal ខុសគ្នារវាងប្រភេទ microsporidia ។ជាពិសេស វាមិនច្បាស់ថាហេតុអ្វីបានជាការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុង ribosomes នៃ E. cuniculi និង P. locustae ហើយមិនមែននៅក្នុង ribosomes នៃ V. necatrix នោះទេ ទោះបីជាមានវត្តមានសំណល់ F170 នៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន eL20 និង K172 នៃ V. necatrix ក៏ដោយ។ការលុបនេះអាចបណ្តាលមកពីសំណល់ 43 uL6 (ដែលមានទីតាំងនៅជាប់នឹងថង់ភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត) ដែលជា tyrosine នៅក្នុង V. necatrix និងមិនមែន threonine នៅក្នុង E. cuniculi និង P. locustae ។ខ្សែសង្វាក់ចំហៀងនៃក្លិនក្រអូបធំនៃ Tyr43 អាចរំខានដល់ការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតដោយសារតែការត្រួតស៊ីគ្នារបស់ស្តេរីក។ម៉្យាងទៀត ការលុបនុយក្លេអូទីតជាក់ស្តែងអាចបណ្តាលមកពីគុណភាពបង្ហាញទាបនៃរូបភាព cryo-EM ដែលរារាំងការធ្វើគំរូនៃបំណែក ribosomal V. necatrix ។
ម៉្យាងទៀត ការងាររបស់យើងណែនាំថា ដំណើរការនៃការបំបែកហ្សែនអាចជាកម្លាំងច្នៃប្រឌិត។ជាពិសេស រចនាសម្ព័នរបស់ E. cuniculi ribosome បង្ហាញថា ការបាត់បង់ rRNA និងបំណែកប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង microsporidia ribosome បង្កើតសម្ពាធវិវត្តន៍ ដែលជំរុញការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធ ribosome ។វ៉ារ្យ៉ង់ទាំងនេះកើតឡើងនៅឆ្ងាយពីកន្លែងសកម្មនៃ ribosome ហើយហាក់ដូចជាជួយរក្សា (ឬស្ដារ) ការប្រមូលផ្តុំ ribosome ល្អបំផុតដែលនឹងត្រូវបានរំខានដោយកាត់បន្ថយ rRNA ។នេះបង្ហាញថាការច្នៃប្រឌិតដ៏សំខាន់នៃ microsporidia ribosome ហាក់ដូចជាបានវិវត្តទៅជាតម្រូវការក្នុងការទប់ស្កាត់ការរសាត់នៃហ្សែន។
ប្រហែលជានេះត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងល្អបំផុតដោយការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីត ដែលមិនធ្លាប់ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងទៀតរហូតមកដល់ពេលនេះ។ការពិតដែលថាសំណល់ដែលភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតមានវត្តមាននៅក្នុងមីក្រូស្ប៉ូរីឌៀធម្មតា ប៉ុន្តែមិនមែននៅក្នុង eukaryotes ផ្សេងទៀតទេ បង្ហាញថាកន្លែងភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតមិនមែនគ្រាន់តែជាសារីរិកធាតុដែលរង់ចាំការរលាយបាត់នោះទេ ឬកន្លែងចុងក្រោយសម្រាប់ rRNA ដែលត្រូវបានស្ដារឡើងវិញទៅជាទម្រង់នៃនុយក្លេអូទីតនីមួយៗ។ផ្ទុយទៅវិញ គេហទំព័រនេះហាក់បីដូចជាមុខងារដ៏មានប្រយោជន៍ដែលអាចមានការវិវឌ្ឍន៍ជុំវិញការជ្រើសរើសវិជ្ជមានជាច្រើនជុំ។កន្លែងភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតអាចជាផលិតផលនៃជម្រើសធម្មជាតិ៖ នៅពេលដែល ES39L ត្រូវបានបន្ទាបបន្ថោក microsporidia ត្រូវបានបង្ខំឱ្យស្វែងរកសំណងដើម្បីស្ដារជីវសាស្ត្រ ribosome ដ៏ល្អប្រសើរក្នុងករណីដែលគ្មាន ES39L ។ដោយសារនុយក្លេអូទីតនេះអាចធ្វើត្រាប់តាមទំនាក់ទំនងម៉ូលេគុលនៃនុយក្លេអូទីត A3186 នៅក្នុង ES39L នោះ ម៉ូលេគុលនុយក្លេអូទីតក្លាយជាបណ្តុំនៃ ribosome ដែលការចងត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀតដោយការផ្លាស់ប្តូរនៃលំដាប់ eL30 ។
ទាក់ទងទៅនឹងការវិវត្តន៍នៃម៉ូលេគុលនៃប៉ារ៉ាស៊ីតក្នុងកោសិកា ការសិក្សារបស់យើងបង្ហាញថា កម្លាំងនៃការជ្រើសរើសធម្មជាតិរបស់ដាវីន និងការរសាត់តាមហ្សែននៃការបំបែកហ្សែនមិនដំណើរការស្របគ្នានោះទេ ប៉ុន្តែមានលំយោល។ទីមួយ ការរសាត់នៃហ្សែនលុបបំបាត់លក្ខណៈសំខាន់ៗនៃជីវម៉ូលេគុល ធ្វើឱ្យសំណងដែលត្រូវការយ៉ាងខ្លាំង។លុះត្រាតែប៉ារ៉ាស៊ីតបំពេញតម្រូវការនេះតាមរយៈការជ្រើសរើសធម្មជាតិរបស់ Darwinian នោះម៉ាក្រូម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេនឹងមានឱកាសអភិវឌ្ឍលក្ខណៈគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ និងច្នៃប្រឌិតបំផុតរបស់ពួកគេ។សំខាន់ ការវិវត្តនៃទីតាំងភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតនៅក្នុង E. cuniculi ribosome បង្ហាញថា គំរូការបាត់បង់ទៅទទួលបាននៃការវិវត្តន៍នៃម៉ូលេគុលនេះមិនត្រឹមតែកាត់បន្ថយការផ្លាស់ប្តូរដ៏អាក្រក់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែជួនកាលផ្តល់មុខងារថ្មីទាំងស្រុងលើម៉ាក្រូម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាស៊ីត។
គំនិតនេះគឺស្របជាមួយនឹងទ្រឹស្ដីលំនឹងផ្លាស់ទីរបស់ Sewell Wright ដែលចែងថាប្រព័ន្ធដ៏តឹងរឹងនៃការជ្រើសរើសធម្មជាតិកំណត់សមត្ថភាពរបស់សារពាង្គកាយក្នុងការច្នៃប្រឌិត51,52,53។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើការរសាត់តាមហ្សែនរំខានដល់ការជ្រើសរើសធម្មជាតិ ការរសាត់ទាំងនេះអាចបង្កើតការផ្លាស់ប្តូរដែលមិនមានលក្ខណៈប្រែប្រួល (ឬសូម្បីតែមានផលប៉ះពាល់) ប៉ុន្តែនាំទៅរកការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែមទៀតដែលផ្តល់នូវកាយសម្បទាខ្ពស់ ឬសកម្មភាពជីវសាស្ត្រថ្មី។ក្របខណ្ឌរបស់យើងគាំទ្រគំនិតនេះដោយបង្ហាញឱ្យឃើញថាប្រភេទដូចគ្នានៃការផ្លាស់ប្តូរដែលកាត់បន្ថយការបត់ និងមុខងារនៃជីវម៉ូលេគុលហាក់ដូចជាគន្លឹះសំខាន់សម្រាប់ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងរបស់វា។ស្របតាមគំរូវិវត្តន៍ឈ្នះ-ឈ្នះ ការសិក្សារបស់យើងបង្ហាញថាការពុកផុយនៃហ្សែន ដែលត្រូវបានចាត់ទុកជាដំណើរការ degenerative ក៏ជាកត្តាជំរុញដ៏សំខាន់នៃការច្នៃប្រឌិតផងដែរ ជួនកាល និងប្រហែលជាជារឿយៗអនុញ្ញាតឱ្យ macromolecules ទទួលបានសកម្មភាពប៉ារ៉ាស៊ីតថ្មី។អាចប្រើពួកវាបាន។