Геномы бактериальных вирусов с альтернативными нуклеотидами оказались не такими редкими
Ученые исследовали бактериальный вирус, у которого одна из «букв» генетического кода заменена на необычную, не встречающуюся у других организмов. Авторы работы, опубликованной в Science, описали ферменты, которые позволяют фагу синтезировать необычный нуклеотид, а также показали, что на самом деле бактериальные вирусы куда чаще, чем казалось, заменяют аденин на диаминопурин, чтобы защититься от атаки защитного механизма бактериий.
Замена аденина (А) на диаминопурин (Z) в геноме цианофага (вируса, поражающего цианобактерии) S-2L была описана еще в 1977 году. Как и аденин, диаминопурин образует три водородные связи с тимином. В отличие от других способов модификаций ДНК, замена А на Z – необычная альтернатива, которая изменяет физические, химические и механические свойства двухцепочечной ДНК. Интересно, что диаминопурин можно найти в метеоритах: есть вероятность, что это один из нуклеотидов, с некоторых началась жизнь.
Цианофаг S-2L долго оставался7 единственным организмом, для которого было известно, что в его геноме присутствует нуклеотид Z, но необходимые для биосинтеза диаминопурина ферменты еще не описаны. В геноме фага S-2L есть открытая рамка считывания с окном, кодирующим белок PurZ – гомолог аденилосукцинат синтетазы PurA из пути биосинтеза пуринов. PurA вместе с аденилосукцинат лиазой PurB способствует превращению инозин-5'-монофосфата (IMP) в аденозин-5'-монофосфат во многих организмах. Ученые предполагали, что PurZ участвует в схожих реакциях и обеспечивает фагов Z-нуклеотидами вместо А-нуклеотидов.
Группа ученых из Тяньцзиньского и Шанхайского Технологического университетов под руководством Яня Чжана (Yan Zhang) проверили эту гипотезу: они провели биоинформатический анализ и охарактеризовали фаговый белок PurZ.