Bakteriella hemligheter: extrakromosomala gener—kan människor också ha dessa extra gener?

StockholmNyligen har forskning avslöjat en överraskande aspekt av bakteriers genetik. Forskare vid Columbia har upptäckt att bakterier kan producera tillfälliga gener som svävar fritt utanför deras genom. Detta väcker möjligheten att liknande gener kan existera utanför mänskliga genom. Denna upptäckt kan leda till nya genetiska terapier.

Sedan 1960-talet har forskare förlitat sig på att avläsa DNA i kromosomer som den huvudsakliga metoden inom genetik. De trodde att ett genom innehöll alla instruktioner som behövs för liv. Men en ny studie visar att bakterier inte följer denna regel. Forskarna Samuel Sternberg och Stephen Tang upptäckte att tillfälliga gener skapade från RNA av ett enzym som kallas omvänt transkriptas är nödvändiga för bakteriers överlevnad.

Studien visar att bakterier kan skapa extra kopior av sina gener genom en speciell process som involverar omvänt transkriptas. Dessa tillfälliga gener spelar viktiga roller i cellen, särskilt när det gäller försvar mot virus. Resultaten öppnar också upp för nya möjligheter inom genredigering och genterapi.

Forskare har upptäckt att bakterier använder extra gener utanför sitt huvudsakliga DNA för att skydda sig mot virus. I dessa försvarssystem arbetar en RNA-bit, vars funktion ännu inte är känd, tillsammans med ett enzym som kallas omvänt transkriptas för att producera upprepade DNA-sekvenser. Detta DNA hjälper bakterier att skapa proteiner som är avgörande för deras antivirala försvar.

Läs också:

Idag · 12:21

Kobes hemliga vattenkopplingar: Arima, jordbävningar och prognoser

Människor kan också ha system som fungerar på detta sätt. Mänskliga celler kan aktivera tillfälliga gener bara under vissa förhållanden, som vid stress eller en virusinfektion. Detta kan förändra vår uppfattning om genetisk kodning och fysiologi genom att visa att genomet är mer flexibelt än vi trodde. Det finns tusentals reverse transkriptasgener i människans genom som vi ännu inte har studerat. Några av dessa kanske skapar liknande extrakromosomala gener som vi ännu inte har upptäckt.

Genom att använda bakterietekniker i mänskliga genstudier kan förbättra verktygen för genredigering. Även om CRISPR är en kraftfull metod för genredigering, har den brister. Att använda omvänd transkriptas kan förbättra CRISPR och möjliggöra exakt tillägg av ny genetisk information.

Studien indikerar att bakteriella omvänt transkriptaser har stor potential. Dessa enzymer skulle kunna modifieras för att förbättra verktyg för genomredigering, vilket kan hjälpa till att behandla genetiska sjukdomar. Om människor också använder extrakromosomala gener för vissa kroppsfunktioner kan det förändra våra metoder inom medicin och bioteknik.

Denna forskning banar väg för nya möjligheter inom human genetik, där vår förståelse fortfarande är begränsad. Genom att studera hur dessa bakteriesystem fungerar, kan vi upptäcka nya genetiska behandlingar och få större insikt i grundläggande livsprocesser.