Ein Forscherteam der Macquarie University in Australien hat Beweise dafür gefunden, dass einige Archaeen Integrone haben. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Wissenschaftliche Fortschrittebeschreibt die Gruppe, wie sie eine kürzlich entwickelte Technik namens metagenome-assembled genomes (MAG) verwendet hat, um die Genome von Archaea-Proben auf neue Weise zu untersuchen, und was sie dabei gelernt hat.
Das Leben auf der Erde ist in drei Bereiche unterteilt: Eukarya, Bakterien und Archaeen. Die dritte Domäne, Archaea, ähnelt Bakterien – ihre Mitglieder werden oft als Archaebakterien bezeichnet. Wie Bakterien sind Archaea Einzeller, aber im Gegensatz zu Bakterien sind sie auf Lipide in ihren Zellmembranen angewiesen.
In diesem neuen Versuch untersuchten die Forscher die Mittel, mit denen Bakterien und Archaea Gene austauschen, und fragten sich, ob es möglich ist, dass sie Integrone haben – Generfassungs- und -verbreitungssysteme in Bakterien, die Genkassetten verwenden, um die beteiligten Proteine weiterzugeben. Um das herauszufinden, wandten sie sich MAG zu – einer Technik, die es ermöglicht, nach einzelnen Genen und Gen-Rekombinationsstellen zu suchen, die als AttC bezeichnet werden und diese Sequenz für die Kodierung des Proteinintegrans Integrase (IntI) enthalten.
Mit der Technik fanden sie viele Übereinstimmungen. Von 6.700 gescannten Genomen fanden sie 75 Übereinstimmungen in neun Stämmen, die jeweils ein Integron belegen. Und es stellte sich heraus, dass sie alle die gleiche Struktur hatten wie die in Bakterien gefundenen Integrons, was die Verwendung von Kassetten nahelegte.
Die Forscher glaubten, dass dies darauf hinweist, dass die von ihnen identifizierten Archaeen in der Lage sein sollten, Gene mit Bakterien und umgekehrt so einfach auszutauschen, wie Bakterien Gene untereinander austauschen. Um zu beweisen, dass ihre Idee richtig war, synthetisierten sie AttC aus einer Archaea-Probe und setzten es einer E. coli-Probe aus. Tests zeigten, dass Kassetten erstellt wurden, die einen Genaustausch ermöglichen.
Das Auffinden von Integronen in Archaea wird sicherlich neue Wege der Forschung eröffnen. Ein Weg wäre, die Möglichkeit zu untersuchen, dass der Austausch von Genen von Archaea zu Bakterien letzteren hilft, resistent gegen Medikamente zu werden, die sie töten sollen. Die Forscher merken auch an, dass es hilfreich wäre, wenn ein vollständiges Genom von Archaea verfügbar gemacht würde.
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Timothy M. Ghaly et al., Discovery of integrons in Archaea: Platforms for cross-domain gen transfer, Wissenschaftliche Fortschritte (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abq6376
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