Las características de Borgs incluyen repeticiones en tándem, directas e invertidas.
Los borgs son elementos de ADN lineal extracromosómicos grandes (hasta ~1 Mbp) que se encuentran en arqueas metanotróficas (específicamente Methanoperedens spp.) que viven en entornos con escasez de oxígeno, como el lodo profundo. [1] [2] [3] [4] Se han encontrado en organismos aislados de humedales, acuíferos y lechos de ríos, así como en una mina de mercurio desierta, en California y Colorado . [1] Fueron descritos por primera vez por Basem Al-Shayeb y Jill Banfield en 2022. [1]
La naturaleza de los Borgs sigue sin estar clara; se cree que son " plásmidos lineales gigantes " o virus gigantes . [1] [5] [3] Se han identificado al menos 19 tipos diferentes, todos los cuales coexisten dentro de Methanoperedens , que comparte muchos de sus genes. [1] El cromosoma principal de Methanoperedens es solo unas tres veces más grande que el de los Borgs que alberga. [ cita requerida ] Se especula que los Borgs pueden aumentar la capacidad de Methanoperedens para la oxidación anaeróbica de metano y la producción de proteínas. [6] [7] [1]
Descubrimiento
Los Borgs fueron descubiertos el 8 de marzo de 2020 por Jill Banfield y su grupo de investigación en la Universidad de California, Berkeley . [1] El nombre "Borg" fue elegido como una referencia a la facción de Star Trek del mismo nombre , debido a la aparente propensión de los nuevos elementos genéticos a asimilar genes de microbios, más notablemente Methanoperedens ; el nombre fue sugerido originalmente por el hijo de Banfield. [8]
Características
Las estructuras de los genomas Borg están conservadas y son distintas de los plásmidos y cromosomas de Methanoperedens , así como de otros genomas arqueológicos . [4] Los Borg no contienen genes codificadores de proteínas que estén asociados con plásmidos o virus; también carecen de genes de ARNr , orígenes de replicación u otros genes y características vitales que se encuentran comúnmente dentro de los minicromosomas (también conocidos como megaplásmidos) que se encuentran en las arqueas. [1]
Los Borgs tienen una longitud de entre 0,66 y 0,92 Mbp, más grandes que los genomas de cualquier virus arqueológico conocido. [4] Los tamaños de los genomas Borg son más característicos de los virus de ADN bicatenario específicos de eucariotas del filo Nucleocytoviricota , también conocidos como virus de ADN grande nucleocitoplasmático (NCLDV), que pueden superar los 2,5 Mbp. [4] [9] Las secuencias de repetición directa en tándem prevalecen en todos los genomas Borg, y terminan en repeticiones invertidas . Esto difiere de los megaplásmidos de algunas bacterias, que llevan repeticiones interespaciadas y normalmente no son responsables de codificar los genes necesarios. [4]
A continuación se muestra una lista de genes que se sabe que están codificados por los Borg (tenga en cuenta que no todos los subtipos de Borg contienen los mismos genes): [1]
Sistemas de defensa con elementos móviles o transponibles
Genes implicados en la oxidación anaeróbica del metano (AOM)
Sistema CRISPR-Cas tipo III-A (sin maquinaria de adquisición de espaciadores, se dirige principalmente al ARN)
^ abcdefghi Al-Shayeb, Basem; Schoelmerich, Marie C.; West-Roberts, Jacob; Valentin-Alvarado, Luis E.; Sachdeva, Rohan; Mullen, Susan; Crits-Christoph, Alexander; Wilkins, Michael J.; Williams, Kenneth H.; Doudna, Jennifer A.; Banfield, Jillian F. (octubre de 2022). "Los borgs son elementos genéticos gigantes con potencial para expandir la capacidad metabólica". Nature . 610 (7933): 731–736. Bibcode :2022Natur.610..731A. doi :10.1038/s41586-022-05256-1. ISSN 1476-4687. PMC 9605863 .
^ Pennisi E (15 de julio de 2021). "Misteriosas secuencias de ADN, conocidas como 'Borgs', recuperadas del lodo de California". Science .
^ ab Rinke C (octubre de 2022). «Descubrimiento misterioso de elementos de ADN microbiano llamados Borgs». Nature . 610 (7933): 635–637. Bibcode :2022Natur.610..635R. doi :10.1038/d41586-022-02975-3. PMID 36261713. S2CID 253020155.
^ abcde Schoelmerich MC, Sachdeva R, West-Roberts J, Waldburger L, Banfield JF (enero de 2023). "Las repeticiones en tándem en elementos Borg arqueológicos gigantes experimentan una rápida evolución y crean nuevas regiones intrínsecamente desordenadas en las proteínas". PLOS Biology . 21 (1): e3001980. doi : 10.1371/journal.pbio.3001980 . PMC 9879509 . PMID 36701369.
^ Cepelewicz J, Whitten A (21 de julio de 2021). "¿Plásmido, virus u otro? Los 'borgs' del ADN difuminan los límites". Quanta Magazine . Consultado el 13 de agosto de 2021 .
^ Dance A (16 de julio de 2021). «Las estructuras masivas de ADN 'Borg' desconciertan a los científicos». Nature . 595 (7869): 636. Bibcode :2021Natur.595..636D. doi : 10.1038/d41586-021-01947-3 .
^ Sandoval J (30 de julio de 2021). "Se encontraron 'borgs' de ADN no descubiertos previamente en humedales de California". The Independent . Consultado el 13 de agosto de 2021 .
^ Yasemin Saplakoglu (29 de julio de 2021). "Extraños 'borgs' de ADN descubiertos en California". livescience.com . Consultado el 30 de septiembre de 2024 .
^ Xian Y, Xiao C (1 de enero de 2020). Kielian M, Mettenleiter TC, Roossinck MJ (eds.). "Modelos actuales de ensamblaje de la cápside de virus icosaédricos nucleocitoviricota". Avances en la investigación de virus . Ensamblaje de virus y vías de salida. 108. Academic Press: 275–313. doi :10.1016/bs.aivir.2020.09.006. ISBN .9780128207611. PMC 8328511 . PMID 33837719.
