Spas ji bo serdana Nature.com.Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin piştgirîya CSS-ê sînordar e.Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê ya di Internet Explorer de neçalak bikin).Di vê navberê de, ji bo misogerkirina piştgirîya domdar, em ê malperê bê şêwaz û JavaScript pêşkêş bikin.
Pêşveçûna parazîtên mîkrobial bertekek di navbera hilbijartina xwezayî de, ku dibe sedem ku parazît çêtir bibin, û guheztina genetîkî, ku dibe sedem ku parazît genan winda bikin û mutasyonên zirardar berhev bikin, vedihewîne.Li vir, ji bo ku em fêm bikin ka ev dijberî çawa li ser pîvana yek makromolekulek çêdibe, em avahiya cryo-EM ya rîbozoma Encephalitozoon cuniculi, organîzmayek eukaryotî ku yek ji genomên herî piçûk di xwezayê de ye, vedibêjin.Kêmkirina zêde ya rRNAyê di rîbozomên E. cuniculi de bi guherînên avahîsaziyê yên nedîtî ve tê, wek pêşkeftina girêdanên rRNA yên ku berê nenaskirî û rRNA yên bê bilbil.Wekî din, rîbozoma E. cuniculi ji windabûna perçeyên rRNA û proteînan rizgar bû bi pêşxistina şiyana karanîna molekulên piçûk wekî mîmîkên avahî yên perçe û proteînên rRNA yên hilweşandî.Bi tevayî, em destnîşan dikin ku strukturên molekulî yên ku demek dirêj têne fikirîn ku kêm dibin, dejenere dibin û dibin sedema mutasyonên bêhêz xwedî hejmarek mekanîzmayên tezmînatê ne ku wan tevî girêbestên molekular ên tund çalak dihêlin.
Ji ber ku piraniya komên parazîtên mîkrobial xwedan amûrên molekulî yên yekta ne ku mêvandarên xwe bikar bînin, em bi gelemperî neçar in ku ji bo komên cûda yên parazîtan dermanên cihêreng pêşve bibin1,2.Lêbelê, delîlên nû destnîşan dikin ku hin aliyên pêşkeftina parazîtan hevgirtî ne û bi gelemperî pêşbîn in, ku bingehek potansiyel ji bo destwerdanên dermankirî yên berfireh di parazîtên mîkrobîkî de3,4,5,6,7,8,9 destnîşan dike.
Xebata berê meylek peşveçûnek hevpar a di parazîtên mîkrobî de bi navê kêmkirina genome an hilweşîna genomê nas kir10,11,12,13.Lêkolînên heyî destnîşan dikin ku dema mîkroorganîzmayan dev ji jiyana xwe ya azad berdidin û dibin parazîtên hundurîn (an endosîmbîont), genomên wan di nav mîlyonan salan de di bin metamorfozên hêdî lê ecêb de ne9,11.Di pêvajoyek ku wekî hilweşîna genomê tê zanîn de, parazîtên mîkrobial mutasyonên zirardar berhev dikin ku gelek genên berê yên girîng vediguherînin pseudogenes, ku dibe sedema windabûna genê hêdî hêdî û hilweşîna mutasyonel14,15.Ev hilweşîn dikare ji sedî 95 ji genên di organîzmayên hundurîn ên herî kevnar de li gorî celebên zindî yên ku ji nêz ve girêdayî ne hilweşîne.Ji ber vê yekê, pêşkeftina parazîtên hundurîn şerek di navbera du hêzên dijber de ye: Hilbijartina xwezayî ya Darwîn, ku dibe sedema başbûna parazîtan, û hilweşîna genomê, parazîtan diavêje jibîrkirinê.Çawa parazît karî ku ji vê teşqeleyê derkeve û çalakiya avahiya xwe ya molekulî biparêze, ne diyar e.
Her çend mekanîzmaya hilweşîna genomê bi tevahî nehatiye fêm kirin, xuya dike ku ew bi gelemperî ji ber guheztina genetîkî ya pir caran pêk tê.Ji ber ku parazît di nifûsên piçûk, aseksuel û bi genetîkî sînorkirî de dijîn, ew nikarin bi bandor mutasyonên zirardar ên ku carinan di dema dubarekirina DNA de çêdibin ji holê rakin.Ev dibe sedema kombûna bêveger a mutasyonên zirardar û kêmkirina genoma parazîtê.Wekî encamek, parazît ne tenê genên ku êdî ji bo saxbûna wê di hawîrdora hundurîn de ne hewce ne winda dike.Ew nebûna nifûsa parazîtan e ku bi bandorkerî mutasyonên zirardar ên sporadîk ji holê rakin ku dibe sedem ku ev mutasyon li seranserê genomê, tevî genên wan ên herî girîng, kom bibin.
Piraniya têgihîştina meya heyî ya kêmkirina genomê tenê li ser berhevdana rêzikên genomê ye, bi kêmtir bala guheztinên di molekulên rastîn ên ku fonksiyonên malparêziyê pêk tînin û wekî armancên dermanên potansiyel xizmet dikin.Lêkolînên berawirdî destnîşan kirin ku barê mutasyonên mîkrobîkî yên hundurîn ên zirardar xuya dike ku pêşî li proteîn û asîdên nukleîk vedike ku bi xeletî û tevlihev bibin, û wan ji germahiyê re bêtir girêdayê chaperone û hestiyartir dike19,20,21,22,23.Wekî din, parazîtên cûrbecûr -pêşkeftina serbixwe carinan bi qasî 2,5 mîlyar sal ji hev veqetiyan- di senteza proteîn5,6 û mekanîzmayên tamîrkirina DNAyê de wendahiyek wusa ya navendên kontrolê yên kalîteyê dîtin24.Lêbelê, hindik di derbarê bandora şêwaza jiyana hundurîn de li ser hemî taybetmendiyên din ên makromolekulên hucreyî, di nav de adaptasyona molekulî ya ji barek zêde ya mutasyonên zirardar re tê zanîn.
Di vê xebatê de, ji bo ku em pêşkeftina proteîn û asîdên nukleî yên mîkroorganîzmayên hundurîn hucreyê baştir fêm bikin, me avahiya rîbozomên parazîta hundirînxaneyê Encephalitozoon cuniculi destnîşan kir.E. cuniculi zîndewerek mîna fungus e ku girêdayî komeke mîkrosporîdiyên parazît e ku xwedan genomên eukaryotî yên ne asayî piçûk in û ji ber vê yekê wekî organîzmayên model têne bikar anîn da ku rizîbûna genomê lêkolîn bikin25,26,27,28,29,30.Di van demên dawî de, avahiya rîbozoma cryo-EM ji bo genomên bi nermî kêmkirî yên Microsporidia, Paranosema locustae, û Vairimorpha necatrix31,32 (~ 3.2 Mb genom) hate destnîşankirin.Van avahiyan destnîşan dikin ku hin windabûna zêdekirina rRNA bi pêşkeftina têkiliyên nû yên di navbera proteînên rîbosomal ên cîran de an bi destxistina proteînên nû yên msL131,32 ve tê telafî kirin.Cureyên Encephalitozoon (jenom ~ 2,5 mîlyon bp), ligel xizmê xwe yê herî nêzîk Ordospora, asta herî dawî ya kêmkirina genomê di eukaryotan de nîşan dide - wan kêmtirî 2000 genên proteîn-kodker hene, û tê pêşbînîkirin ku rîbozomên wan ne tenê ji beşên belavbûna rRNAyê bêpar bin (rRNA parçên rîbosoma proteînên ribosomal jî yên riboubokaryo yên parçeyên ribosomal ên ribosomal jî hene). s ji ber nebûna homologên wan di genoma E. cuniculi26,27,28.Ji ber vê yekê, me encam da ku rîbozoma E. cuniculi dikare stratejiyên berê yên nenas ên ji bo adaptasyona molekulî ya ji hilweşîna genomê re eşkere bike.
Struktura meya cryo-EM rîbozoma sîtoplazmî ya eukaryotî ya herî piçûk a ku tê destnîşan kirin temsîl dike û têgihiştinê peyda dike ka asta herî dawî ya kêmkirina genomê çawa bandorê li avahî, kombûn û pêşkeftina makîneya molekulî ya ku ji şaneyê re yekpare ye, dike.Me dît ku rîbozoma E. cuniculi gelek prensîbên bi berfirehî yên parastî yên daxistina ARN û kombûna rîbozomê binpê dike, û proteînek rîbozomî ya nû, ku berê nedihat zanîn, vedît.Pir neçaverêkirî, em destnîşan dikin ku rîbozomên mîkrosporîdyayê şiyana girêdana molekulên piçûk pêşve xistine, û hîpotez dikin ku qutbûna di rRNA û proteînan de nûbûnên evolutionerî çêdike ku dibe ku di dawiyê de taybetmendiyên kêrhatî li rîbozomê bide.
Ji bo baştirkirina têgihîştina me ya pêşkeftina proteîn û asîdên nukleîk ên di organîzmayên hundirînxaneyê de, me biryar da ku em sporên E. cuniculi ji çandên şaneyên mammalên vegirtî veqetînin da ku rîbozomên wan safî bikin û avahiya van rîbozoman diyar bikin.Zehmet e ku meriv hejmareke mezin mîkrosporîdiya parazît bidest bixe ji ber ku mîkrosporîdia nikare di navgînek xurek de were çandin.Di şûna wê de, ew tenê di hundurê hucreya mêvandar de mezin dibin û nûve dibin.Ji ber vê yekê, ji bo bidestxistina biomasa E. cuniculi ji bo paqijkirina rîbozomê, me rêza şaneya gurçikê ya memikan RK13 bi sporên E. cuniculi vegirtin û van şaneyên enfeksiyonê çend hefte çand kirin da ku E. cuniculi mezin bibe û pir bibe.Bi karanîna yekrengek hucreyek vegirtî ya bi qasî nîv metre çargoşe, me karî bi qasî 300 mg sporên Microsporidia paqij bikin û wan ji bo veqetandina rîbozoman bikar bînin.Dûv re me sporên paqijkirî bi mûçikên cam qut kirin û rîbozomên xav bi karanîna perçekirina polîetîlen glycol a gav bi gav a lîzatan veqetandin.Vê yekê hişt ku em bi qasî 300 μg rîbozomên xav E. cuniculi ji bo analîza strukturel werbigirin.
Dûv re me wêneyên cryo-EM bi karanîna nimûneyên rîbozomê yên ku derketine berhev kirin û van wêneyan bi karanîna maskên ku bi yekîneya rîbozomê ya mezin, serê binyekîneya piçûk û yekîneyek piçûk re têkildar in hilberandin.Di vê pêvajoyê de, me wêneyên nêzîkî 108,000 keriyên rîbozomî berhev kirin û wêneyên cryo-EM yên bi 2,7 Å hesab kirin (Wêneyên Pêvek 1-3).Dûv re me wêneyên cryoEM ji bo modela rRNA, proteîna rîbozomî, û faktora hibernasyonê Mdf1 ku bi rîbozomên E. cuniculi ve girêdayî ye bikar anîn (Hêjîr. 1a, b).
Struktura rîbozoma E. cuniculi bi faktora hibernasyonê Mdf1 re tevlihev e (pdb id 7QEP).b Nexşeya faktora hibernasyonê Mdf1 bi rîbozoma E. cuniculi ve girêdayî ye.c Nexşeya strukturê ya duyemîn ku rRNA-ya ku di celebên Microsporidian de hatî peyda kirin bi strukturên rîbozomî yên naskirî re berhev dike.Panel cîhê perçeyên rRNA-yê yên zêdekirî (ES) û deverên çalak ên rîbozomê, di nav de cîhê dekodkirinê (DC), lûleya sarcinicin (SRL), û navenda peptidyl transferase (PTC) destnîşan dikin.d Tûrbûna elektronê ya ku bi navenda peptîdyl transferazê ya rîbozoma E. cuniculi re têkildar e destnîşan dike ku ev cîhê katalîtîk di parazîta E. cuniculi û hosteyên wê de, di nav de H. sapiens, xwedî heman avahî ye.e, f Tîrêjiya elektronê ya têkildar a navenda deşîfrekirinê (e) û avahiya şematîkî ya navenda deşîfrekirinê (f) nîşan dide ku E. cuniculi di gelek eukaryotên din de li şûna A1491 (hejmarkirina E. coli) bermayiyên U1491 hene.Ev guhertin dide xuyakirin ku dibe ku E. cuniculi ji antîbiyotîkên ku vê cîhê çalak dikin hedef hesas be.
Berevajî strukturên berê yên rîbozomên V. necatrix û P. locustae (her du avahî heman malbata microsporidia Nosematidae temsîl dikin û pir dişibin hev), 31,32 rîbozomên E. cuniculi di gelek pêvajoyên perçebûna rRNA û proteînê de derbas dibin.Zêdetir denaturasyon (Wêneyên Pêvek 4-6).Di rRNA de, guherînên herî berbiçav windabûna bi tevahî ya perçeya 25S rRNA ya ES12L ya zêdekirî û dejenerasyona qismî ya h39, h41, û H18 helîkan vedihewîne (Hêjî. 1c, Hêjmara Pêvek. 4).Di nav proteînên rîbozomî de, guherînên herî berbiçav windakirina bi tevahî proteîna eS30 û kurtkirina proteînên eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17, û eS7 pêk tê (Hêjmarên Pêvek 4, 5).
Ji ber vê yekê, kêmkirina zêde ya genomên cureyên Encephalotozoon/Ordospora di strukturên wan ên rîbozomê de tê xuyang kirin: Ribozomên E. cuniculi di rîbozomên sîtoplazmîk ên eukaryotî de windabûna herî berbiçav a naveroka proteînê di rîbozomên sîtoplazmî yên eukaryotî de di bin taybetmendiya avahîsaziyê de ne, û ew ne tenê xwediyê wan rRNA û perçeyên proteîn ên ku ne tenê di sê parçeyên jîyanê de jî hene.Struktura rîbozoma E. cuniculi ji bo van guhertinan modela molekularî ya yekem peyda dike û bûyerên evolusyonê yên ku hem ji hêla genomîka berawirdî û hem jî ji hêla lêkolînên avahiya biomolekuler a hundurîn ve hatine paşguh kirin eşkere dike (Hêjmara Pêvek. 7).Li jêr, em her yek ji van bûyeran bi eslê xwe yên pêşveçûnê yên muhtemel û bandora wan a potansiyel a li ser fonksiyona rîbozomê vedibêjin.
Dûv re me dît ku, ji bilî qutkirinên mezin ên rRNA, rîbozomên E. cuniculi li yek ji cîhên wan ên çalak guhertoyên rRNA hene.Her çend navenda peptidyl transferase ya rîbozoma E. cuniculi xwedan heman strukturê ye wekî rîbozomên eukaryotî yên din (Hêl. 1d), navenda deşîfrekirinê ji ber guherbariya rêzê li nukleotide 1491 (hejmarkirina E. coli, Fig. 1e, f) cûda dibe.Ev çavdêrî girîng e ji ber ku cîhê deşîfrekirina rîbozomên eukaryotî bi gelemperî bermahiyên G1408 û A1491 li gorî bermahiyên celebê bakterî A1408 û G1491 dihewîne.Ev cûrbecûr di binê hesasiyeta cihêreng a rîbozomên bakterî û eukaryotî de ji malbata aminoglycoside antîbiyotîkên rîbozomî û molekulên din ên piçûk ên ku cîhê deşîfrekirinê dikin armanc.Li cîhê deşîfrekirina rîbozoma E. cuniculi, bermayiya A1491 bi U1491 ve hate guheztin, potansiyel ji bo molekulên piçûk ên ku vê cîhê çalak dikin armanc, navgînek girêdanek bêhempa diafirîne.Heman guhertoya A14901 di mîkrosporîdyayên din ên wekî P. locustae û V. necatrix de jî heye, û destnîşan dike ku ew di nav cûreyên mîkrosporîdyayê de berbelav e (Wêne. 1f).
Ji ber ku nimûneyên me yên rîbozoma E. cuniculi ji sporên metabolîk ên neaktîf hatine veqetandin, me nexşeya cryo-EM ya E. cuniculi ji bo girêdana rîbozomê ya berê di bin şert û mercên stresê an birçîbûnê de hatî vegotin ceribandin.Faktorên hibernasyonê 31,32,36,37, 38. Me sazûmana ku berê hatî damezrandin rîbozoma hibernasyonê bi nexşeya cryo-EM ya rîbozoma E. cuniculi re li hev kir.Ji bo dokkirinê, rîbozomên S. cerevisiae di kompleksa bi faktora hibernasyonê Stm138, rîbozomên kulî di kompleks bi faktora Lso232, û rîbozomên V. necatrix di kompleksa bi faktorên Mdf1 û Mdf231 de hatine bikar anîn.Di heman demê de, me dendika cryo-EM ya ku bi faktora mayî Mdf1 re têkildar e dît.Mdf1 bi rîbozoma V. necatrix ve girêdide, Mdf1 jî bi rîbozoma E. cuniculi ve girêdide, li wir cihê E-ya rîbozomê asteng dike, dibe ku bibe alîkar ku rîbozom peyda bibe dema ku sporên parazîtan bi metabolîzma bêaktîvkirina laş neaktîf dibin (Wêne 2).).
Mdf1 malpera E ya rîbozomê asteng dike, ku xuya dike ku alîkariya bêçalakkirina rîbozomê dike dema ku sporên parazît ji hêla metabolê ve neçalak dibin.Di avahiya rîbozoma E. cuniculi de, me dît ku Mdf1 têkiliyek berê nenas bi stûna rîbozoma L1 re çêdike, beşa rîbozomê ku di dema senteza proteînê de serbestberdana tRNAya deasîlîte ji rîbozomê hêsan dike.Van têkiliyan destnîşan dikin ku Mdf1 ji rîbozomê vediqete bi karanîna heman mekanîzmaya tRNAya deacetilated, ravekek gengaz peyda dike ka rîbozom çawa Mdf1 radike da ku senteza proteînê ji nû ve çalak bike.
Lêbelê, avahiya me têkiliyek nenas di navbera Mdf1 û lingê rîbozoma L1 de (beşê rîbozomê ku di dema senteza proteînê de arîkariya serbestberdana tRNAya deasîlîte ji rîbozomê dike) eşkere kir.Bi taybetî, Mdf1 heman têkiliyan wekî beşa milê molekula tRNA ya deasîlîkirî bikar tîne (Hêjîrê 2).Vê modela molekulê ya ku berê nediyar bû destnîşan kir ku Mdf1 ji rîbozomê vediqete bi karanîna heman mekanîzmaya tRNAya deacetilated, ku rave dike ka rîbozom çawa vê faktora hibernasyonê radike da ku senteza proteînê ji nû ve çalak bike.
Dema ku modela rRNAyê ava dikin, me dît ku rîbozoma E. cuniculi xwedan perçeyên rRNAyê bi awayekî anormal pêçandî ye, ku me jê re got rRNA ya hevgirtî (Hêl. 3).Di rîbozomên ku di nav sê domên jiyanê de ne, rRNA di strukturên ku tê de piraniya bazên rRNA an bi hevûdu re dicivînin û bi hev re diqelişin an jî bi proteînên rîbozomî re tevdigerin38,39,40.Lêbelê, di rîbozomên E. cuniculi de, rRNA dixuye ku vê prensîba pêçandî binpê dike bi veguhertina hin helîkên xwe veguhezîne herêmên rRNA-yê nevekirî.
Structure of H18 25S rRNA helix li S. cerevisiae, V. necatrix, û E. cuniculi.Bi gelemperî, di rîbozomên ku sê qadên jiyanê vedigirin, ev girêk di nav helîkek RNA de ku 24 heta 34 bermayiyan vedihewîne, diqelişe.Di Microsporidia de, berevajî vê, ev girêdana rRNA hêdî hêdî dibe du girêdanên dewlemend-uridine yên yek-zindî ku tenê 12 bermayiyan vedihewîne.Piraniya van bermayiyan li ber solvanan derdikevin.Hêjmar nîşan dide ku mîkrosporîdiya parazît xuya dike ku prensîbên giştî yên daxistina rRNAyê binpê dike, ku bingehên rRNA bi gelemperî bi bingehên din re têne girêdan an jî di danûstendinên rRNA-proteîn de têkildar in.Di mîkrosporîdyayê de, hin perçeyên rRNA qateyek nebaş digirin, ku tê de helika rRNA yê berê dibe perçeyek yek-zindî ku hema hema di xetek rast de dirêjkirî ye.Hebûna van herêmên ne asayî rê dide mîkrosporîdiya rRNA ku perçeyên rRNAyê yên dûr bi karanîna hejmareke hindik a bingehên RNA ve girêbide.
Mînaka herî balkêş a vê veguhertina pevçûn dikare di helika H18 25S rRNA de were dîtin (Hêjîrê. 3).Di cureyên ji E. coli heta mirovî de, bazên vê helika ARNyê 24-32 nukleotîd hene, helîkek hinekî ne birêkûpêk çêdikin.Di strukturên rîbozomî yên berê de ji V. necatrix û P. locustae hatine nas kirin, 31,32 bingehên helika H18 bi qismî veneqetandî ne, lê hevalbendiya bazên nukleotîd parastiye.Lêbelê, di E. cuniculi de ev perçeya rRNA dibe girêdana herî kurt 228UUUGU232 û 301UUUUUUUUUUU307.Berevajî perçeyên rRNA yên tîpîk, ev girêdanên dewlemend ên uridine bi proteînên rîbozomî re naqelihînin an jî têkiliyek berfireh çênakin.Di şûna wê de, ew strukturên vekirî-vekirî û bi tevahî nevekirî qebûl dikin ku tê de rêzikên rRNA hema hema rasterast têne dirêj kirin.Ev konformasyona dirêjkirî diyar dike ku çawa E. cuniculi tenê 12 bingehên RNA bikar tîne da ku valahiya 33 Å ya di navbera helîkên H16 û H18 rRNA de tijî bike, dema ku cûreyên din bi kêmî ve du caran zêdetir bingehên rRNA hewce dikin ku valahiyê dagirin.
Ji ber vê yekê, em dikarin destnîşan bikin ku, bi riya vejandina enerjîk nebaş, mîkrosporîdiya parazît stratejiyek pêşxistiye ku tewra wan beşên rRNA yên ku bi berfirehî di nav cûreyên di sê warên jiyanê de têne parastin jî girêbide.Xuya ye, bi berhevkirina mutasyonên ku helîkên rRNAyê vediguherînin girêdanên polî-U yên kurt, E. cuniculi dikare perçeyên rRNA yên neasayî yên ku bi qasî ku pêkan kêm nukleotîd dihewîne ji bo girêdana perçeyên rRNAyê yên dûr ava bike.Ev dibe alîkar ku rave bike ka microsporidia çawa di avahiya xweya molekularî ya bingehîn de kêmbûnek berbiçav bi dest xist bêyî ku yekbûna xwe ya avahî û fonksiyonel winda bike.
Taybetmendiyeke din a neasayî ya rRNA ya E. cuniculi xuyabûna rRNA ya bê stûrbûn e (Hêl. 4).Bulges, nukleotîdên bê cotên bazê ne ku li şûna ku xwe tê de veşêrin, ji helika ARNyê dizivirin.Piraniya protrûzên rRNA wekî adhezîvên molekuler tevdigerin, ji bo girêdana proteînên rîbozomî yên cîran an perçeyên din ên rRNAyê dibin alîkar.Hin bilbilan wekî girêk tevdigerin, rê didin ku helika rRNA ji bo senteza proteîna hilberî bi rengek xweş biqelişe û biqelişe 41 .
a Pêşveçûnek rRNA (hejmarkirina S. cerevisiae) di avahiya rîbozomê E. cuniculi de tune ye, lê di piraniya eukaryotên din ên b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens û E. cuniculi rîbozomên navxweyî de heye.parazîtan gelek ji gemarên rRNA yên kevnar, pir parastî kêm in.Ev stûrbûn avahiya rîbozomê stabîl dikin;ji ber vê yekê, nebûna wan di mîkrosporîdiyê de kêmbûna aramiya daxistina rRNA di parazîtên mîkrosporîdyayê de nîşan dide.Berawirdkirina bi stemên P (di bakteriyan de stûnên L7/L12) nîşan dide ku windabûna gemarên rRNA carinan bi xuyangkirina kulmên nû yên li kêleka gemarên windabûyî re hevûdu dike.Hêlîka H42 ya di rRNA 23S/28S de xwedan qulpeke kevnar e (U1206 li Saccharomyces cerevisiae) ku tê texmînkirin ku bi kêmî ve 3,5 mîlyar sal kevn e ji ber parastina wê di sê warên jiyanê de.Di mîkrosporîdyayê de, ev kulm tê rakirin.Lê belê, li kêleka bilbila windabûyî (A1306 di E. cuniculi) de bilbilek nû xuya bû.
Tiştê balkêş, me dît ku rîbozomên E. cuniculi piranîya rRNAyên ku di celebên din de têne dîtin tune ne, di nav wan de zêdetirî 30 bilbilên ku di eukaryotên din de têne parastin (Hêjîr. 4a).Ev windabûn gelek têkiliyên di navbera binerdeyên rîbozomî û helîkên rRNA yên cîran de ji holê radike, carinan di hundurê rîbozomê de valahiyên vala yên mezin çêdike, rîbozoma E. cuniculi li gorî rîbozomên kevneşopî poreztir dike (Fig. 4b).Nemaze, me dît ku piraniya van bilbilan jî di strukturên rîbozomê yên V. necatrix û P. locustae yên berê hatine nasîn de winda bûne, ku ji hêla analîzên strukturî yên berê ve hatine paşguh kirin31,32.
Carinan wendabûna bilivên rRNA bi peydabûna bilbilên nû li kêleka bilbila wendabûyî pêk tê.Bo nimûne, P-stema rîbozomî di nav xwe de qulpek U1208 (di Saccharomyces cerevisiae) de heye ku ji E. coli heta mirovan sax maye û ji ber vê yekê tê texmîn kirin ku temenê wê 3,5 mîlyar sal e.Di dema senteza proteînê de, ev mezinbûn alîkariya stûna P dike ku di navbera konformasyonên vekirî û girtî de bimeşe da ku rîbozom bikaribe faktorên wergêrê berhev bike û wan bide cîhê çalak.Di rîbozomên E. cuniculi de, ev stûrbûn tune ye;lêbelê, stûrbûnek nû (G883) ku tenê di sê cotên bingehîn de cih digire, dikare beşdarî vegerandina nermbûna herî baş a stûna P bibe (Hêjîrê. 4c).
Daneyên me yên li ser rRNA-ya bê belgeyan destnîşan dikin ku kêmkirina rRNA ne bi windakirina hêmanên rRNA li ser rûyê rîbozomê re sînordar e, lê dibe ku navika rîbozomê jî tevbigere, kêmasiyek molekular-parazît-taybetî ku di şaneyên zindî yên azad de nehatiye vegotin çêbike.cureyên zindî têne dîtin.
Piştî modelkirina proteînên rîbozomî yên kanonîkî û rRNA, me dît ku pêkhateyên rîbozomê yên kevneşopî nikarin sê beşên wêneya cryo-EM rave bikin.Du ji van perçeyan bi mezinahiyê molekulên piçûk in (Hêjî. 5, Hêjmar 8).Beşa yekem di navbera proteînên rîbozomî uL15 û eL18 de li cîhek ku bi gelemperî ji hêla C-termînala eL18 ve tê girtin, ku di E. cuniculi de tê kurt kirin.Her çend em nikaribin nasnameya vê molekulê diyar bikin jî, mezinahî û şeklê vê girava giravê bi hebûna molekulên spermîdîn baş tê ravekirin.Girêdana wê ya bi rîbozomê re ji hêla mutasyonên mîkrosporîdiya-taybetî yên di proteînên uL15 (Asp51 û Arg56) ve tê stabîlkirin, ku xuya dike ku têkiliya rîbozomê ji vê molekula piçûk re zêde dike, ji ber ku ew destûrê didin uL15 ku molekula piçûk di nav avahiyek rîbozomî de bipêçe.Wêneya Pêvek 2).8, daneyên zêde 1, 2).
Wêneya Cryo-EM hebûna nukleotîdên li derveyî rîbozê yên bi rîbozoma E. cuniculi ve girêdayî ye nîşan dide.Di rîbozoma E. cuniculi de, ev nukleotîd di piraniya rîbozomên eukaryotî yên din de cihê nukleotîda 25S rRNA A3186 (hejmarkirina Saccharomyces cerevisiae) digire.b Di avahiya rîbozomî ya E. cuniculi de, ev nukleotîd di navbera proteînên rîbozomî uL9 û eL20 de cih digire, bi vî awayî têkiliya di navbera her du proteînan de stabîl dike.Di nav cûreyên mîkrosporîdyayê de analîza parastina rêza cd eL20.Dara fîlogenetîkî ya cureyên Microsporidia (c) û rêzgirtina pirjimar a proteîna eL20 (d) nîşan dide ku bermahiyên bi nukleotîd-girêdayî F170 û K172 li pir mîkrosporîdyayên tîpîk têne parastin, ji bilî S. lophii, bi îstîsna mîkrosporîdiya ku zû şax dike, ku ES3 ji nû ve dirêjkirina RNAL digire.e Ev jimar nîşan dide ku bermahiyên girêdayê nukleotîd F170 û K172 tenê di eL20-a genoma mîkrosporîdiya pir kêmkirî de hene, lê ne di eukaryotên din de.Bi tevayî, van daneyan destnîşan dikin ku rîbozomên Microsporidian cîhek girêdana nukleotidê pêşve xistine ku xuya dike ku molekulên AMP girêdide û wan bikar tîne da ku têkiliyên proteîn-proteîn di avahiya rîbozomê de aram bike.Parastina bilind a vê cîhê girêdanê li Microsporidia û nebûna wê di eukaryotên din de destnîşan dike ku ev malper dibe ku ji bo Microsporidia avantajek zindî ya hilbijartî peyda bike.Ji ber vê yekê, berika girêdayê nukleotîdê ya di rîbozoma mîkrosporîdyayê de wekî ku berê hate behs kirin taybetmendiyek dejenerasyon an forma dawiya hilweşandina rRNA xuya nake, lê berevajî nûbûnek peşveçûnek bikêr e ku dihêle rîbozoma mîkrosporîdyayê rasterast bi molekulên piçûk ve girêbide, û wan wekî blokên avahiya molekulî bikar bîne.blokên avakirina rîbozoman.Ev vedîtin rîbozoma mîkrosporîdyayê dike yekane rîbozoma ku tê zanîn ku yek nukleotîdê wekî bloka xweya avahîsaziyê bikar tîne.f Riya pêşkeftinê ya hîpotetîk ku ji girêdana nukleotîdê tê.
Tişta duyemîn a giraniya molekulê ya kêm li navbera di navbera proteînên rîbozomî uL9 û eL30 de cih digire (Hêjîra 5a).Ev navber berê di avahiya rîbozoma Saccharomyces cerevisiae de wekî cîhek girêdanê ji bo nukleotîda 25S ya rRNA A3186 (beşek ji dirêjkirina rRNA ES39L)38 hate binav kirin.Hat destnîşan kirin ku di rîbozomên dejenerebûyî yên P. locustae ES39L de, ev navber yek nukleotîdek 31 ya nenas girêdide, û tê texmîn kirin ku ev nukleotîd forma dawîn a ARNyê ya kêmbûyî ye, ku dirêjahiya rRNA ~130-230 baz e.ES39L bi yek nucleotide 32.43 kêm dibe.Wêneyên me yên cryo-EM piştgirî didin vê ramanê ku tîrêj dikare bi nukleotîdan were ravekirin.Lêbelê, çareseriya bilind a avahiya me nîşan da ku ev nukleotîd molekulek extraribozomal e, dibe ku AMP (Hêjî. 5a, b).
Dûv re me pirsî ka cîhê girêdana nukleotidê di rîbozoma E. cuniculi de xuya dike an ew berê hebû.Ji ber ku girêdana nukleotîdê bi piranî ji hêla bermahiyên Phe170 û Lys172 ve di proteîna rîbozomî ya eL30 de tê navbeynkirin, me parastina van bermayiyan di 4396 eukaryotên nûner de nirxand.Mîna ku di doza uL15 ya li jor de, me dît ku bermayiyên Phe170 û Lys172 tenê di Mîkrosporîdiya tîpîk de pir têne parastin, lê di eukaryotên din de tune ne, di nav de Microsporidia Mitosporidium û Amphiamblys atypical, ku tê de ES39L rRNA perçe nayê kêm kirin.-e).
Bi hev re, van daneyan piştgirî didin vê ramanê ku E. cuniculi û dibe ku mîkrosporîdiyên kanonîkî yên din jêhatîbûna girtina jimareyên mezin ên metabolîtên piçûk ên di avahiya rîbozomê de ji bo telafîkirina kêmbûna astên rRNA û proteînê bi bandor peyda kirine.Bi kirina vê yekê, wan jêhatîbûnek bêhempa pêşxistiye ku bi nukleotîdên li derveyî rîbozomê ve girêbide, destnîşan dike ku strukturên molekulî yên parazît bi girtina metabolîtên piçûk ên pirrjimar û karanîna wan wekî mîmîkên strukturî yên perçeyên RNA û proteîn ên têkçûyî telafî dikin..
Beşa sêyem a bêsîmulekirî ya nexşeya meya cryo-EM, ku di binyekeya mezin a rîbozomê de tê dîtin.Çareserkirina nisbeten bilind (2,6 Å) ya nexşeya me destnîşan dike ku ev zencîre girêdayî proteînan e ku bi kombînasyona bêhempa ya bermahiyên zincîra alîgir ên mezin hene, ku hişt ku em vê tîrêjê wekî proteînek rîbozomî ya berê nenas nas bikin ku me wekî msL2 (Microsporidia- proteîna taybetî L2) nas kir (rêbaz, jimar 6).Lêgerîna meya homolojiyê destnîşan kir ku msL2 di nav şaneya Microsporidia ya cinsê Encephaliter û Orosporidium de tê parastin, lê di celebên din de, tevî Microsporidiayên din, tune.Di avahiya rîbozomê de, msL2 valahiyek ku ji windabûna ES31L rRNAya dirêjkirî pêk tê digire.Di vê valahiyê de, msL2 arîkariya dagirtina rRNAyê stabîl dike û dikare windabûna ES31L telafî bike (Wêne 6).
Tîrêjek elektron û modela proteîna rîbozomî ya taybet a Microsporidia msL2 ku di rîbozomên E. cuniculi de tê dîtin.b Piraniya rîbozomên eukaryotî, di nav de rîbozoma 80S ya Saccharomyces cerevisiae, di piraniya cureyên Microsporidian de zêdekirina rRNA ya ES19L winda dibe.Struktura berê ya sazkirî ya rîbozoma V. necatrix microsporidia destnîşan dike ku windabûna ES19L di van parazîtan de bi pêşveçûna proteîna rîbozomî ya nû msL1 tê telafî kirin.Di vê lêkolînê de, me dît ku rîbozoma E. cuniculi di heman demê de proteînek mimîk a RNA ya rîbozomî ya din jî wekî tezmînatek eşkere ya windabûna ES19L pêşxistiye.Lêbelê, msL2 (niha wekî proteîna hîpotetîk ECU06_1135 tête navnîş kirin) û msL1 xwedan eslê avahî û pêşveçûnê yên cûda ne.c Ev vedîtina nifşê proteînên rîbozomî yên msL1 û msL2 yên ku ji hêla evolusyonê ve ne têkildar in, destnîşan dike ku ger rîbozom mutasyonên zirardar di rRNAya xwe de berhev bikin, ew dikarin bigihîjin astên bêhempa yên cihêrengiya pêkhatî di tewra piçûkek celebên ku ji nêz ve girêdayî ne.Ev vedîtin dikare bibe alîkar ku eslê xwe û pêşkeftina rîbozoma mitokondrîal eşkere bike, ku bi rRNA-ya xwe ya pir kêmkirî û guhezbariya nenormal di pêkhateya proteînê de li seranserê cureyan tê zanîn.
Dûv re me proteîna msL2 bi proteîna msL1 ya ku berê hatî diyar kirin, dan ber hev, yekane proteîna rîbozomakî ya mîkrosporîdyayê ya ku di rîbozoma V. necatrix de tê dîtin.Me xwest em biceribînin ka msL1 û msL2 ji hêla evolusyonê ve girêdayî ne.Analîza me destnîşan kir ku msL1 û msL2 di avahiya rîbozomê de heman valahiyê digirin, lê xwedan strukturên seretayî û sêyem ên cihê ne, ku ev yek eslê xwe yê pêşkeftina serbixwe destnîşan dike (Hêjî. 6).Bi vî rengî, vedîtina me ya msL2 delîl peyda dike ku komên celebên eukaryotî yên kompakt dikarin bi rengek serbixwe proteînên rîbosomal ên strukturel ên cihêreng pêşve bibin da ku windabûna perçeyên rRNA telafî bikin.Ev vedîtin di wê de ye ku pir rîbozomên eukaryotî yên sîtoplazmî proteînek guhêrbar dihewîne, di nav de heman malbatê ji 81 proteînên rîbozomî pêk tê.Xuyabûna msL1 û msL2 di celebên cûrbecûr yên mîkrosporîdyayê de di bersivê de ji windabûna beşên rRNA yên dirêjkirî re destnîşan dike ku hilweşandina mîmariya molekulê ya parazît dibe sedem ku parazît li mutasyonên tazmînatê bigerin, ku dibe ku di dawiyê de bibe sedema bidestxistina wan di nifûsa parazîtan de.strukturên.
Di dawiyê de, dema ku modela me qediya, me pêkhateya rîbozoma E. cuniculi bi ya ku ji rêzika genomê hatî pêşbînîkirin berawird kir.Çend proteînên rîbozomî, di nav de eL14, eL38, eL41, û eS30, berê dihatin fikirîn ku ji genoma E. cuniculi winda ne ji ber nebûna eşkere ya homologên wan ji genoma E. cuniculi.Wendabûna gelek proteînên rîbozomî di piraniya parazît û endosymbiontên din ên hindikbûyî de jî tê pêşbînîkirin.Mînakî, her çend piraniya bakteriyên azad heman malbatê ji 54 proteînên rîbozomî dihewîne jî, tenê 11 ji van malbatên proteînan di her genomek vekolînkirî ya bakteriyên sînorkirî yên mêvandar de homologên diyarkirî hene.Ji bo piştgirîkirina vê têgihiştinê, windabûna proteînên rîbozomê bi ezmûnî li V. necatrix û P. locustae microsporidia, ku proteînên eL38 û eL4131,32 tune ne, hate dîtin.
Lêbelê, avahiyên me destnîşan dikin ku tenê eL38, eL41, û eS30 bi rastî di rîbozoma E. cuniculi de winda dibin.Proteîna eL14 hate parastin û avahiya me nîşan da ku çima ev proteîn di lêgerîna homoolojiyê de nayê dîtin (Wêne. 7).Di rîbozomên E. cuniculi de, piraniya cîhê girêdana eL14 ji ber hilweşîna ES39L-a ku bi rRNA-yê hatî zêdekirin winda dibe.Di nebûna ES39L de, eL14 piraniya avahiya xwe ya duyemîn winda kir, û tenê 18% ji rêzika eL14 di E. cuniculi û S. cerevisiae de wekhev bû.Ev parastina belengaz a rêzê balkêş e ji ber ku tewra Saccharomyces cerevisiae û Homo sapiens - organîzmayên ku 1.5 mîlyar sal ji hev cuda derketine - ji% 51-ê heman bermayiyan di eL14 de parve dikin.Ev windabûna anormal a parastinê diyar dike ku çima E. cuniculi eL14 niha wekî proteîna M970_061160 ya gumanbar tê destnîşan kirin û ne wekî proteîna rîbozomî eL1427.
û Ribozoma Microsporidia dirêjkirina ES39L rRNA ji dest da, ku bi qismî cîhê girêdana proteîna rîbozomê eL14 ji holê rakir.Di nebûna ES39L de, proteîna mîkrosporê ya eL14 di bin wendakirina avahiyek duyemîn de ye, ku tê de α-helix-a berê ya rRNA-girêdayî dejenere dibe nav lûpek dirêjahiya hindiktirîn.b Rêzkirina rêzikên pirjimar destnîşan dike ku proteîna eL14 di celebên eukaryotî de pir tê parastin (57% nasnameya rêzê ya di navbera hevîrtirşk û homologên mirovî de), lê di mîkrosporîdyayê de kêm tê parastin û ji hev cihê ye (ku ji %24ê bermayiyan ne bêtirî homologa eL14 ne yek in).ji S. cerevisiae an jî H. sapiens).Ev parastina xizan a rêzê û guherbariya avahiya duyemîn diyar dike ku çima homologê eL14 qet di E. cuniculi de nehatiye dîtin û çima ev proteîn di E. cuniculi de winda bûye.Berevajî vê, E. cuniculi eL14 berê wekî proteînek M970_061160-ê ya berbiçav hate destnîşan kirin.Ev çavdêrî destnîşan dike ku cihêrengiya genomê ya mîkrosporîdyayê niha zêde tê texmîn kirin: hin genên ku niha têne fikirîn ku di mîkrosporîdyayê de winda bûne, di rastiyê de têne parastin, her çend di formên pir cihêreng de bin jî;Di şûna wê de, hin kes têne fikirîn ku ji bo genên mîkrosporîdyayê ji bo proteînên kurm-taybetî kod dikin (mînak, proteîna hîpotetîk M970_061160) bi rastî ji bo proteînên pir cihêreng ên ku di eukaryotên din de têne dîtin kod dikin.
Ev vedîtin destnîşan dike ku denaturasyona rRNA dikare bibe sedema windabûna dramatîk a parastina rêzê di proteînên rîbozomakî yên cîran de, ku van proteînan ji bo lêgerînên homologiyê nayên dîtin.Ji ber vê yekê, em dikarin asta rastîn a hilweşîna molekulê ya di organîzmayên genom ên piçûk de zêde binirxînin, ji ber ku hin proteînên ku têne fikirîn ku winda dibin bi rastî dom dikin, her çend di formên pir guhezbar de bin.
Çawa parazît dikarin di bin şert û mercên kêmkirina genomê de fonksiyona makîneyên xwe yên molekulî biparêzin?Lêkolîna me bi danasîna avahiya molekulê ya tevlihev (rîbozom) ya E. cuniculi, organîzmayek ku yek ji genomên eukaryotî yên herî piçûk e, bersiva vê pirsê dide.
Nêzîkî du dehsalan e ku tê zanîn ku molekulên proteîn û RNA yên di parazîtên mîkrobial de bi gelemperî ji molekulên xwe yên homolog ên di celebên zindî de cûda dibin ji ber ku ew nebûna navendên kontrolê yên kalîteyê ne, di mîkrobên zindî yên azad de ji% 50 mezinahiya wan têne kêm kirin û hwd.gelek mutasyonên bêhêz ên ku pelçiqandin û fonksiyonê asteng dikin.Mînakî, rîbozomên organîzmayên genomê yên piçûk, di nav de gelek parazît û endosîmbyonên navxaneyî, tê çaverêkirin ku li gorî celebên jîndarên azad 27, 29, 30, 49, çend proteînên rîbozomî û heta sêyeka nukleotîdên rRNAyê kêm bin.
Lêkolîna me nîşan dide ku strukturên makromolekulan dikare gelek aliyên pêşkeftinê yên ku ji lêkolînên genomîk ên berawirdî yên kevneşopî yên parazîtên hundurîn û organîzmayên din ên sînorkirî yên mêvandar derxistina wan zehmet e eşkere bike (Hêjmara Pêvek. 7).Mînakî, mînaka proteîna eL14 nîşan dide ku em dikarin asta rastîn a hilweşîna amûra molekulê ya di celebên parazît de zêde binirxînin.Naha tê bawer kirin ku parazîtên encefalîtîk bi sedan genên mîkrosporîdyayê hene.Lêbelê, encamên me destnîşan dikin ku hin ji van genên xuya yên taybetî bi rastî tenê guhertoyên genên pir cihê ne ku di eukaryotên din de hevpar in.Wekî din, mînaka proteîna msL2 nîşan dide ku em çawa proteînên nû yên rîbozomê ji bîr dikin û naveroka makîneyên molekular ên parazît kêm dinirxînin.Mînaka molekulên piçûk nîşan dide ka em çawa dikarin nûbûnên herî jîrdar ên di strukturên molekulî yên parazît de ku dikarin çalakiya biyolojîkî ya nû bidin wan, ji bîr nekin.
Bi hev re, ev encam têgihîştina me ya cûdahiyên di navbera strukturên molekulî yên organîzmayên sînordar ên mêvandar û hevpîşeyên wan ên di organîzmayên zindî de çêtir dikin.Em destnîşan dikin ku makîneyên molekulî, yên ku demek dirêj tê texmîn kirin ku kêm dibin, dejenere dibin û di bin mutasyonên cihêreng ên bêhêz de ne, li şûna wan komek taybetmendiyên avahiyek neasayî yên bi rêkûpêk têne paşguh kirin.
Ji aliyekî din ve, perçeyên rRNA yên ne-gir û perçeyên hevgirtî yên ku me di rîbozomên E. cuniculi de dîtin, destnîşan dikin ku kêmkirina genomê dikare wan beşên makîneya bingehîn a molekulê jî ku di sê warên jiyanê de têne parastin - piştî hema hema 3,5 mîlyar sal biguhezîne.geşedana serbixwe ya cureyan.
Parçeyên rRNA-yê yên bê bel û hevgirtî yên di rîbozomên E. cuniculi de ji ber ronahiya lêkolînên berê yên molekulên ARNyê yên di bakteriyên endosymbiotic de balkêş in.Mînakî, di afîd endosymbiont Buchnera aphidicola de, molekulên rRNA û tRNAyê ji ber bertengiya pêkhatina A+T û rêjeyek zêde ya cotên bingehîn ên ne-kanonîkî strukturên hestiyar ên germahiyê hene20,50.Ev guhertinên di RNA de, û her weha guhertinên di molekulên proteîn de, nuha têne fikirîn ku berpirsiyariya zêde girêdayîbûna endosymbiontan li ser hevalbendan û nekaribûna endosymbionts ji bo veguheztina germê 21, 23.Her çend mîkrosporîdiya parazît rRNA xwedan guheztinên strukturel ên cihê ye jî, xwezaya van guhertinan destnîşan dike ku kêmbûna aramiya termal û pêwendiya zêde ya bi proteînên chaperone dibe ku taybetmendiyên hevpar ên molekulên RNA di organîzmayên bi genomên kêmbûyî de bin.
Ji hêla din ve, strukturên me destnîşan dikin ku mîkrosporîdiya parazît jêhatîbûnek bêhempa pêşxistiye ku li hember perçeyên rRNA û proteîn ên bi berfirehî têne parastin, pêşkeftina karanîna metabolîtên piçûk ên pir û bi hêsanî wekî mîmîkên strukturî yên perçeyên rRNA û proteîn ên dejenerekirî pêş dixe.Xerabûna avahiya molekulî..Ev nerîn ji hêla vê rastiyê ve tê piştgirî kirin ku molekulên piçûk ên ku windakirina perçeyên proteîn ên di rRNA û rîbozomên E. cuniculi de telafî dikin bi bermahiyên mîkrosporîdiya-taybet ên di proteînên uL15 û eL30 de girêdidin.Ev pêşniyar dike ku girêdana molekulên piçûk bi rîbozoman re dibe ku hilberek hilbijarkek erênî be, ku tê de mutasyonên taybetî yên Microsporidia di proteînên rîbozomê de ji ber şiyana wan a zêdekirina girêdana rîbozoman ji molekulên piçûk re hatine hilbijartin, ku dikare bibe sedema organîzmayên rîbozomî yên bikêrtir.Vedîtin di strukturên molekularî yên parazîtên mîkrobî de nûbûnek biaqil eşkere dike û ji me re çêtir têgihiştinek dide ka çawa strukturên molekulî yên parazît tevî peşveçûna kêmker fonksiyona xwe diparêzin.
Heya niha, nasnameya van molekulên piçûk ne diyar e.Ne diyar e ka çima xuyabûna van molekulên piçûk di avahiya rîbozomê de di navbera celebên mîkrosporîdyayê de cûda dibe.Bi taybetî, ne diyar e çima girêdana nukleotîd di rîbozomên E. cuniculi û P. locustae de, û ne di rîbozomên V. necatrix de, tevî hebûna bermayiya F170 di proteînên eL20 û K172 yên V. necatrix de, tê dîtin.Dibe ku ev jêbirin ji ber bermayiya 43 uL6 (li tenişta berika girêdana nukleotîdê ye), ku di V. necatrix de tîrosîn e û di E. cuniculi û P. locustae de ne threonine, çêbibe.Zincîra alîgir a aromatîk a mezin a Tyr43 dikare ji ber hevgirtina sterîk di girêdana nukleotîdê de asteng bike.Alternatîf, jêbirina nukleotîdê ya xuya dibe ku ji ber çareseriya kêm a nîgarkirina cryo-EM be, ku modelkirina perçeyên rîbozomê yên V. necatrix asteng dike.
Ji hêla din ve, xebata me destnîşan dike ku dibe ku pêvajoya hilweşîna genome hêzek dahêner be.Bi taybetî, avahiya rîbozoma E. cuniculi pêşniyar dike ku windakirina rRNA û perçeyên proteîn ên di rîbozoma mîkrosporîdyayê de zexta evolusyonê diafirîne ku guhertinên di avahiya rîbozomê de pêş dixe.Van guhertoyan dûrî cîhê çalak ê rîbozomê diqewimin û xuya dikin ku ji bo domandina (an vegerandina) kombûna rîbozomê ya çêtirîn ku wekî din dê ji hêla kêmbûna rRNA ve were xera kirin, dibin alîkar.Ev destnîşan dike ku nûbûnek mezin a rîbozoma mîkrosporîdiayê dixuye ku pêdivî ye ku guheztina genê tampon bike.
Dibe ku ev çêtirîn bi girêdana nukleotîdê, ku heya nuha di organîzmayên din de nehatiye dîtin, çêtirîn diyar dike.Rastiya ku bermahiyên girêdayê nukleotîd di mîkrosporîdiya tîpîk de hene, lê ne di eukaryotên din de hene, destnîşan dike ku cihên girêdayê nukleotîd ne tenê bermayiyên li benda windabûnê ne, an jî cîhê dawîn in ku rRNA di forma nukleotîdên takekesî de were vegerandin.Di şûna wê de, ev malper wekî taybetmendiyek bikêr xuya dike ku dikaribû di çend gerokên hilbijartina erênî de pêşve biçe.Cihên girêdana nukleotîdê dibe ku hilberek hilbijarka xwezayî bin: Dema ku ES39L were hilweşandin, mîkrosporîdya neçar dibin ku li berdêlê bigerin da ku di nebûna ES39L de biyojeneya rîbozomê ya çêtirîn vegerînin.Ji ber ku ev nukleotîd dikare têkiliyên molekularî yên nukleotîda A3186 di ES39L de bişixule, molekula nukleotîd dibe bloka avahiyek rîbozomê, ku girêdana wê bi mutasyona rêza eL30 re çêtir dibe.
Di derbarê pêşkeftina molekulî ya parazîtên navhucreyî de, lêkolîna me destnîşan dike ku hêzên hilbijartina xwezayî ya Darwîn û guheztina genetîkî ya hilweşîna genomê ne bi hev re tevdigerin, lê diherikin.Pêşîn, guheztina genetîkî taybetmendiyên girîng ên biomolekulan ji holê radike, ku berdêl pir hewce dike.Tenê gava ku parazît vê hewcedariyê bi hilbijartina xwezayî ya Darwîn têr bikin, dê makromolekulên wan xwedî şansek bin ku taybetmendiyên xwe yên herî bibandor û nûjen pêşve bibin.Ya girîng, pêşkeftina deverên girêdana nukleotîdê yên di rîbozoma E. cuniculi de destnîşan dike ku ev şêwaza winda-bi-qezencê ya peşveçûna molekulî ne tenê mutasyonên zererdar ji holê radike, lê carinan fonksiyonên bi tevahî nû li makromolekulên parazît dide.
Ev raman bi teoriya hevsengiya tevgerê ya Sewell Wright re hevaheng e, ku dibêje ku pergalek hişk a hilbijartina xwezayî şiyana organîzmayan a nûbûnê sînordar dike51,52,53.Lêbelê, heke hilkişîna genetîkî bijartina xwezayî têk bide, ev hilkişîn dikarin guhertinên ku bi xwe ne adaptî (an jî zirardar) ne hilberînin, lê dibin sedema guhertinên din ên ku fitneya bilind an çalakiya biyolojîkî ya nû peyda dikin.Çarçoveya me vê ramanê piştgirî dike bi ronîkirina ku heman celeb mutasyona ku qat û fonksiyona biomolekulek kêm dike ji bo baştirkirina wê sedema sereke ye.Li gorî modela pêşkeftinê ya serketî, lêkolîna me destnîşan dike ku hilweşîna genomê, ku bi kevneşopî wekî pêvajoyek dejenerasyonê tê dîtin, di heman demê de ajokarek sereke ya nûbûnê ye, carinan û dibe ku carinan jî dihêle ku makromolekulan çalakiyên nû yên parazît bi dest bixin.dikarin wan bikar bînin.