Na łamach Science ukazała się seria artykułów poświęconych czemuś, co określa się mianem genomu Z. Okazało się, że jest on znacznie bardziej powszechny wśród wirusów niż mogłoby się wydawać. Być może pojawił się w toku ewolucji, aby pomóc im przetrwać w gorących, nieprzyjaznych warunkach panujących na początku istnienia Ziemi.
DNA zazwyczaj składa się z czterech rodzajów nukleotydów: guaniny (G), cytozyny (C), tyminy (T) i adeniny (A). Pojedyncza cząsteczka DNA składa się z dwóch nici zbudowanych z tych związków, które są połączone w strukturę zwaną podwójną helisą. Z kolei RNA używa niemal tego samego „alfabetu”, choć w jego przypadku zamiast tyminy występuje uracyl (U).
Czytaj też: Syntetyczne bakterie zachowują się tak jak prawdziwe. To może być prawdziwy przełom
W 1977 roku Rosjanie odkryli, że cyjanofag, czyli wirus atakujący cyjanobakterie, zwane również sinicami, zastąpił wszystkie swoje nukleotydy w postaci adeniny substancją chemiczną określaną mianem 2-aminoadeniny (Z). Tym samym alfabet genetyczny u tego wirusa zmienił się z typowego ATCG na ZTCG. Kilka lat później stało się jasne, że nukleotyd Z faktycznie dawał wirusowi pewne korzyści. Dzięki niemu był bardziej stabilny przy rosnących temperaturach, wspierał łączenie nici DNA oraz dawał odporność na niektóre bakterie.
Genom Z najprawdopodobniej pomógł wczesnym formom życia przetrwanie w nieprzyjaznym środowisku Ziemi
Teraz natomiast do akcji wkroczyły trzy oddzielne zespoły badawcze: dwa z Francji i jeden z Chin. Naukowcy próbowali zrozumieć, w jaki sposób nukleotyd Z trafia do genomów bakteriofagów. Odkryli białka zwane PurZ i PurB, które są związane z powstawaniem nukleotydu Z. Zidentyfikowali również enzym odpowiedzialny za tworzenie nowych cząsteczek DNA, czyli polimerazę zwaną DpoZ.
Czytaj też: 25 tysięcy lat temu w Azji rozprzestrzeniał się wirus. Jak wpłynął na ówczesnych mieszkańców?
Szczególnie interesujące okazało się odkrycie, że genom Z jest znacznie bardziej rozpowszechniony niż wcześniej sądzono. Wykryto go w ponad 200 różnych typach bakteriofagów. Co więcej, fragmenty meteorytu, który spadł na Antarktydę w 1969 roku, okazały się zawierać nukleotyd Z, który mógł mieć pozaziemskie pochodzenie. Być może odegrał on kluczową rolę w ewolucji życia na Ziemi.
Ze względu na wysoką stabilność, genom Z może pomóc w leczeniu infekcji bakteryjnych, ponieważ w tym procesie stosuje się bakteriofagi. Może być nawet stosowany w celu uzyskania długowieczności oraz przy terapiach genowych. Naukowcy zamierzają się też przekonać, co się stanie, kiedy genom Z zostanie włączony do komórek, które wcześniej go nie zawierały.
