Hatur nuhun parantos nganjang ka Nature.com. Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS anu terbatas. Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo browser anu diénggalan (atanapi mareuman Modeu Kompatibilitas dina Internet Explorer). Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal ngarender situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Évolusi parasit mikroba ngalibatkeun kontraaksi antara seleksi alam, anu nyababkeun parasit ningkat, sareng hanyutan genetik, anu nyababkeun parasit kaleungitan gén sareng ngumpulkeun mutasi anu ngabahayakeun. Di dieu, pikeun ngartos kumaha kontraaksi ieu lumangsung dina skala makromolekul tunggal, urang ngajelaskeun struktur cryo-EM ribosom Encephalitozoon cuniculi, organisme eukariotik kalayan salah sahiji génom pangleutikna di alam. Réduksi rRNA anu ekstrim dina ribosom E. cuniculi dibarengan ku parobahan struktural anu teu acan pernah aya, sapertos évolusi pangiket rRNA anu teu dipikanyaho sateuacanna sareng rRNA tanpa tonjolan. Salaku tambahan, ribosom E. cuniculi salamet tina leungitna fragmen sareng protéin rRNA ku cara ngembangkeun kamampuan pikeun nganggo molekul leutik salaku niru struktural fragmen sareng protéin rRNA anu didegradasi. Sacara umum, urang nunjukkeun yén struktur molekul anu lami dianggap diréduksi, degenerasi, sareng tunduk kana mutasi anu ngaleuleuskeun gaduh sababaraha mékanisme kompensasi anu ngajaga aranjeunna tetep aktip sanaos kontraksi molekuler anu ekstrim.
Kusabab kalolobaan kelompok parasit mikroba gaduh alat molekuler anu unik pikeun ngamangpaatkeun inangna, urang sering kedah ngembangkeun terapi anu béda pikeun kelompok parasit anu béda1,2. Nanging, bukti énggal nunjukkeun yén sababaraha aspék évolusi parasit konvergen sareng seueur anu tiasa diprediksi, nunjukkeun dasar poténsial pikeun intervensi terapi anu lega dina parasit mikroba3,4,5,6,7,8,9.
Panalungtikan samemehna parantos ngaidentipikasi tren évolusionér umum dina parasit mikroba anu disebut réduksi génom atanapi burukna génom10,11,12,13. Panalungtikan ayeuna nunjukkeun yén nalika mikroorganisme ngaleupaskeun gaya hirupna anu hirup bébas sareng janten parasit intraseluler (atanapi éndosimbion), génomna ngalaman métamorfosis anu laun tapi luar biasa salami jutaan taun9,11. Dina prosés anu katelah burukna génom, parasit mikroba ngumpulkeun mutasi anu ngabahayakeun anu ngarobih seueur gén anu sateuacana penting janten pseudogen, anu nyababkeun leungitna gén laun sareng runtuhna mutasi14,15. Runtuhna ieu tiasa ngancurkeun dugi ka 95% gén dina organisme intraseluler pangkolotna dibandingkeun sareng spésiés anu hirup bébas anu caket patalina. Ku kituna, évolusi parasit intraseluler mangrupikeun tarik tambang antara dua kakuatan anu sabalikna: seleksi alam Darwinian, anu ngarah kana pamutahiran parasit, sareng runtuhna génom, ngalungkeun parasit kana kapopohokeun. Kumaha parasit hasil muncul tina tarik tambang ieu sareng nahan aktivitas struktur molekulna masih teu jelas.
Sanaos mékanisme burukna génom teu acan kahartos sacara lengkep, sigana ieu kajadian utamina kusabab seringna hanyutan genetik. Kusabab parasit hirup dina populasi anu alit, aséksual, sareng sacara genetik terbatas, aranjeunna teu tiasa sacara efektif ngaleungitkeun mutasi anu ngabahayakeun anu kadang-kadang kajantenan nalika réplikasi DNA. Ieu nyababkeun akumulasi mutasi anu ngabahayakeun anu teu tiasa dibalikkeun deui sareng réduksi génom parasit. Hasilna, parasit henteu ngan ukur kaleungitan gén anu teu diperyogikeun deui pikeun salametna dina lingkungan intraseluler. Éta henteu mampuhna populasi parasit pikeun sacara efektif ngaleungitkeun mutasi anu ngabahayakeun sporadis anu nyababkeun mutasi ieu akumulasi di sakumna génom, kalebet gén anu paling penting.
Seueur pamahaman urang ayeuna ngeunaan réduksi génom dumasar kana babandingan runtuyan génom, kalayan kirang perhatian kana parobahan dina molekul saleresna anu ngalaksanakeun fungsi beberesih sareng janten target ubar poténsial. Panilitian komparatif parantos nunjukkeun yén beban mutasi mikroba intraseluler anu ngabahayakeun sigana ngadorong protéin sareng asam nukléat pikeun salah lipat sareng ngahiji, ngajantenkeun aranjeunna langkung gumantung kana pendamping sareng hipersensitif kana panas19,20,21,22,23. Salaku tambahan, rupa-rupa parasit — évolusi mandiri kadang dipisahkeun ku jarak dugi ka 2,5 milyar taun — ngalaman kaleungitan pusat kontrol kualitas anu sami dina sintésis protéinna5,6 sareng mékanisme perbaikan DNA24. Nanging, sakedik anu dipikanyaho ngeunaan dampak gaya hirup intraseluler kana sadaya sipat makromolekul sélulér anu sanés, kalebet adaptasi molekuler kana beban mutasi anu ngabahayakeun anu ningkat.
Dina ieu karya, pikeun langkung ngartos évolusi protéin sareng asam nukléat mikroorganisme intraseluler, urang nangtukeun struktur ribosom parasit intraseluler Encephalitozoon cuniculi. E. cuniculi nyaéta organisme anu siga jamur anu kagolong kana sakelompok microsporidia parasit anu gaduh génom eukariotik anu luar biasa alit sareng ku kituna dianggo salaku organisme modél pikeun nalungtik burukna génom25,26,27,28,29,30. Anyar-anyar ieu, struktur ribosom cryo-EM ditangtukeun pikeun génom Microsporidia, Paranosema locustae, sareng Vairimorpha necatrix31,32 (génom ~3,2 Mb). Struktur ieu nunjukkeun yén sababaraha leungitna amplifikasi rRNA dikompensasi ku kamekaran kontak énggal antara protéin ribosom tatangga atanapi akuisisi protéin ribosom msL131,32 énggal. Spésiés Encephalitozoon (génom ~2,5 juta bp), sareng dulur pangdeukeutna Ordospora, nunjukkeun tingkat réduksi génom pamungkas dina eukariota - aranjeunna gaduh kirang ti 2000 gén pangkode protéin, sareng diperkirakeun yén ribosomna henteu ngan ukur teu gaduh fragmen ékspansi rRNA (fragmen rRNA anu ngabédakeun ribosom eukariotik tina ribosom baktéri) ogé gaduh opat protéin ribosom kusabab kurangna homolog dina génom E. cuniculi26,27,28. Ku alatan éta, urang nyimpulkeun yén ribosom E. cuniculi tiasa ngungkabkeun strategi anu sateuacanna teu dipikanyaho pikeun adaptasi molekuler kana burukna génom.
Struktur cryo-EM urang ngagambarkeun ribosom sitoplasma eukariotik pangleutikna anu kedah dicirikeun sareng masihan wawasan ngeunaan kumaha tingkat pamungkas réduksi génom mangaruhan struktur, perakitan, sareng évolusi mesin molekuler anu integral kana sél. Kami mendakan yén ribosom E. cuniculi ngalanggar seueur prinsip anu dilestarikan sacara lega tina tilepan RNA sareng perakitan ribosom, sareng mendakan protéin ribosom énggal anu sateuacanna teu dipikanyaho. Teu disangka-sangka, kami nunjukkeun yén ribosom microsporidia parantos ngembangkeun kamampuan pikeun ngabeungkeut molekul leutik, sareng hipotésis yén pamotongan dina rRNA sareng protéin micu inovasi évolusionér anu pamustunganana tiasa masihan kualitas anu mangpaat pikeun ribosom.
Pikeun ningkatkeun pamahaman urang ngeunaan évolusi protéin sareng asam nukléat dina organisme intraseluler, urang mutuskeun pikeun ngasingkeun spora E. cuniculi tina kultur sél mamalia anu kainféksi pikeun ngamurnikeun ribosomna sareng nangtukeun struktur ribosom ieu. Hésé pikeun kéngingkeun sajumlah ageung mikrosporidia parasit sabab mikrosporidia henteu tiasa dibudidayakeun dina média nutrisi. Sabalikna, aranjeunna tumbuh sareng baranahan ngan ukur di jero sél inang. Ku alatan éta, pikeun kéngingkeun biomassa E. cuniculi pikeun purifikasi ribosom, urang ngainféksi garis sél ginjal mamalia RK13 ku spora E. cuniculi sareng ngakultur sél anu kainféksi ieu salami sababaraha minggu pikeun ngamungkinkeun E. cuniculi tumbuh sareng baranahan. Nganggo monolayer sél anu kainféksi sakitar satengah méter pasagi, urang tiasa ngamurnikeun sakitar 300 mg spora Microsporidia sareng nganggo éta pikeun ngasingkeun ribosom. Teras urang ngaganggu spora anu dimurnikeun ku manik-manik kaca sareng ngasingkeun ribosom atah nganggo fraksinasi polietilen glikol léngkah-léngkah tina lisat. Ieu ngamungkinkeun urang kéngingkeun sakitar 300 µg ribosom E. cuniculi atah pikeun analisis struktural.
Teras kami ngumpulkeun gambar cryo-EM nganggo sampel ribosom anu dihasilkeun sareng ngolah gambar-gambar ieu nganggo masker anu saluyu sareng subunit ribosom ageung, sirah subunit leutik, sareng subunit leutik. Salila prosés ieu, kami ngumpulkeun gambar sakitar 108.000 partikel ribosom sareng ngitung gambar cryo-EM kalayan résolusi 2,7 Å (Gambar Tambahan 1-3). Teras kami nganggo gambar cryoEM pikeun modél rRNA, protéin ribosom, sareng faktor hibernasi Mdf1 anu aya hubunganana sareng ribosom E. cuniculi (Gambar 1a, b).
a Struktur ribosom E. cuniculi dina kompléks sareng faktor hibernasi Mdf1 (pdb id 7QEP). b Peta faktor hibernasi Mdf1 anu aya hubunganana sareng ribosom E. cuniculi. c Peta struktur sekundér anu ngabandingkeun rRNA anu pulih dina spésiés Microsporidian sareng struktur ribosom anu dipikanyaho. Panel nunjukkeun lokasi fragmen rRNA anu diamplifikasi (ES) sareng situs aktif ribosom, kalebet situs decoding (DC), loop sarcinicin (SRL), sareng pusat transferase peptidil (PTC). d Kapadatan éléktron anu pakait sareng pusat transferase peptidil ribosom E. cuniculi nunjukkeun yén situs katalitik ieu ngagaduhan struktur anu sami dina parasit E. cuniculi sareng hostna, kalebet H. sapiens. e, f Kapadatan éléktron anu saluyu tina pusat decoding (e) sareng struktur skematis pusat decoding (f) nunjukkeun yén E. cuniculi ngagaduhan résidu U1491 tinimbang A1491 (penomoran E. coli) dina seueur eukariota sanés. Parobahan ieu nunjukkeun yén E. cuniculi tiasa sénsitip kana antibiotik anu narajang situs aktif ieu.
Beda sareng struktur ribosom V. necatrix sareng P. locustae anu parantos ditetepkeun sateuacanna (duanana struktur ngawakilan kulawarga microsporidia anu sami Nosematidae sareng sami pisan), 31,32 ribosom E. cuniculi ngalaman seueur prosés rRNA sareng fragmentasi protéin. Denaturasi salajengna (Gambar Tambahan 4-6). Dina rRNA, parobahan anu paling narik perhatian kalebet leungitna lengkep fragmen rRNA 25S anu diamplifikasi ES12L sareng degenerasi parsial heliks h39, h41, sareng H18 (Gambar 1c, Gambar Tambahan 4). Di antara protéin ribosom, parobahan anu paling narik perhatian kalebet leungitna lengkep protéin eS30 sareng pondokna protéin eL8, eL13, eL18, eL22, eL29, eL40, uS3, uS9, uS14, uS17, sareng eS7 (Gambar Tambahan 4, 5).
Ku kituna, réduksi génom spésiés Encephalotozoon/Ordospora anu ekstrim katingali dina struktur ribosomna: ribosom E. cuniculi ngalaman leungitna eusi protéin anu paling dramatis dina ribosom sitoplasma eukariotik anu tunduk kana karakterisasi struktural, sareng aranjeunna henteu ngagaduhan rRNA sareng fragmen protéin anu sacara lega dilestarikan henteu ngan ukur dina eukariota, tapi ogé dina tilu domain kahirupan. Struktur ribosom E. cuniculi nyayogikeun modél molekuler munggaran pikeun parobihan ieu sareng ngungkabkeun kajadian évolusionér anu parantos teu dipaliré ku génomik komparatif sareng studi struktur biomolekul intraseluler (Gambar Tambahan 7). Di handap ieu, urang ngajelaskeun unggal kajadian ieu sareng asal-usul évolusionér anu kamungkinan sareng dampak poténsialna kana fungsi ribosom.
Teras kami mendakan yén, salian ti pamotongan rRNA anu ageung, ribosom E. cuniculi gaduh variasi rRNA dina salah sahiji situs aktifna. Sanaos pusat transferase peptidil ribosom E. cuniculi gaduh struktur anu sami sareng ribosom eukariotik anu sanés (Gambar 1d), pusat dekoding béda kusabab variasi runtuyan dina nukléotida 1491 (penomoran E. coli, Gambar 1e, f). Observasi ieu penting sabab situs dekoding ribosom eukariotik biasana ngandung résidu G1408 sareng A1491 dibandingkeun sareng résidu tipe baktéri A1408 sareng G1491. Variasi ieu mendasari sensitivitas ribosom baktéri sareng eukariotik anu béda kana kulawarga aminoglikosida antibiotik ribosom sareng molekul alit sanés anu narékahan situs dekoding. Di situs dekoding ribosom E. cuniculi, résidu A1491 diganti ku U1491, anu berpotensi nyiptakeun antarmuka pangiket anu unik pikeun molekul alit anu narékahan situs aktif ieu. Varian A14901 anu sami ogé aya dina mikrosporidia sanés sapertos P. locustae sareng V. necatrix, nunjukkeun yén éta nyebar di antara spésiés mikrosporidia (Gambar 1f).
Kusabab sampel ribosom E. cuniculi kami diisolasi tina spora anu teu aktip sacara métabolik, kami nguji peta cryo-EM E. cuniculi pikeun ngabeungkeut ribosom anu parantos dijelaskeun sateuacanna dina kaayaan setrés atanapi kalaparan. Faktor hibernasi 31,32,36,37, 38. Kami cocogkeun struktur ribosom hibernasi anu parantos ditetepkeun sateuacanna sareng peta cryo-EM ribosom E. cuniculi. Pikeun docking, ribosom S. cerevisiae dianggo dina kompleks sareng faktor hibernasi Stm138, ribosom locust dina kompleks sareng faktor Lso232, sareng ribosom V. necatrix dina kompleks sareng faktor Mdf1 sareng Mdf231. Dina waktos anu sami, kami mendakan kapadetan cryo-EM anu saluyu sareng faktor sésana Mdf1. Sarupa jeung Mdf1 nu ngabeungkeut kana ribosom V. necatrix, Mdf1 ogé ngabeungkeut kana ribosom E. cuniculi, dimana éta ngahalangan situs E ribosom, kamungkinan ngabantosan nyayogikeun ribosom nalika spora parasit janten teu aktip sacara métabolik nalika inaktivasi awak (Gambar 2).
Mdf1 ngahalangan situs E ribosom, anu sigana ngabantosan nganonaktipkeun ribosom nalika spora parasit janten teu aktip sacara métabolik. Dina struktur ribosom E. cuniculi, urang mendakan yén Mdf1 ngabentuk kontak anu sateuacanna teu dipikanyaho sareng batang ribosom L1, bagian ribosom anu ngagampangkeun pelepasan tRNA anu dideasilasi tina ribosom nalika sintésis protéin. Kontak ieu nunjukkeun yén Mdf1 misah tina ribosom nganggo mékanisme anu sami sareng tRNA anu dideasetilasi, nyayogikeun katerangan anu mungkin ngeunaan kumaha ribosom miceun Mdf1 pikeun ngaktifkeun deui sintésis protéin.
Nanging, struktur urang ngungkabkeun kontak anu teu dipikanyaho antara Mdf1 sareng suku ribosom L1 (bagian ribosom anu ngabantosan ngaleupaskeun tRNA anu dideasilasi tina ribosom nalika sintésis protéin). Khususna, Mdf1 nganggo kontak anu sami sareng ruas siku tina molekul tRNA anu dideasilasi (Gambar 2). Pemodelan molekuler anu sateuacanna teu dipikanyaho ieu nunjukkeun yén Mdf1 misah tina ribosom nganggo mékanisme anu sami sareng tRNA anu dideasetilasi, anu ngajelaskeun kumaha ribosom miceun faktor hibernasi ieu pikeun ngaktifkeun deui sintésis protéin.
Nalika ngawangun modél rRNA, urang mendakan yén ribosom E. cuniculi ngagaduhan fragmen rRNA anu dilipet sacara abnormal, anu urang sebut rRNA anu ngahiji (Gambar 3). Dina ribosom anu ngawengku tilu domain kahirupan, rRNA dilipet kana struktur dimana kalolobaan basa rRNA boh pasangan basa sareng dilipet silih atanapi berinteraksi sareng protéin ribosom38,39,40. Nanging, dina ribosom E. cuniculi, rRNA sigana ngalanggar prinsip lipetan ieu ku cara ngarobah sababaraha heliksna kana daérah rRNA anu teu dilipat.
Struktur héliks rRNA H18 25S dina S. cerevisiae, V. necatrix, sareng E. cuniculi. Biasana, dina ribosom anu ngawengku tilu domain kahirupan, pangiket ieu ngagulung kana héliks RNA anu ngandung 24 dugi ka 34 résidu. Sabalikna, dina Microsporidia, pangiket rRNA ieu laun-laun dikirangan janten dua pangiket anu beunghar uridin untaian tunggal anu ngan ukur ngandung 12 résidu. Kaseueuran résidu ieu kakeunaan pangleyur. Gambar nunjukkeun yén mikrosporidia parasit sigana ngalanggar prinsip umum lipatan rRNA, dimana basa rRNA biasana digandengkeun kana basa sanés atanapi kalibet dina interaksi rRNA-protéin. Dina mikrosporidia, sababaraha fragmen rRNA nyandak lipatan anu teu nguntungkeun, dimana héliks rRNA anu sateuacanna janten fragmen untaian tunggal anu manjang ampir dina garis lempeng. Ayana daérah anu teu biasa ieu ngamungkinkeun rRNA mikrosporidia pikeun ngabeungkeut fragmen rRNA anu jauh nganggo jumlah basa RNA anu minimal.
Conto anu paling narik tina transisi évolusionér ieu tiasa dititénan dina héliks rRNA H18 25S (Gambar 3). Dina spésiés ti E. coli ka manusa, basa héliks rRNA ieu ngandung 24-32 nukléotida, ngabentuk héliks anu rada teu teratur. Dina struktur ribosom anu diidéntifikasi sateuacanna ti V. necatrix sareng P. locustae,31,32 basa héliks H18 sabagian teu digulung, tapi pasangan basa nukléotida tetep dijaga. Nanging, dina E. cuniculi fragmen rRNA ieu janten pangiket pangpondokna 228UUUUGU232 sareng 301UUUUUUUUUU307. Teu sapertos fragmen rRNA anu has, pangiket anu beunghar uridin ieu henteu ngagulung atanapi ngadamel kontak anu éksténsif sareng protéin ribosom. Sabalikna, aranjeunna ngadopsi struktur anu kabuka-pangleyur sareng teu digulung sapinuhna dimana untaian rRNA manjang ampir lempeng. Konformasi anu manteng ieu ngajelaskeun kumaha E. cuniculi ngan ukur nganggo 12 basa RNA pikeun ngeusian celah 33 Å antara heliks rRNA H16 sareng H18, sedengkeun spésiés sanésna meryogikeun sahenteuna dua kali langkung seueur basa rRNA pikeun ngeusian celah éta.
Ku kituna, urang tiasa nunjukkeun yén, ngalangkungan lipatan anu teu nguntungkeun sacara énergi, mikrosporidia parasit parantos ngembangkeun strategi pikeun ngontrak bahkan segmen rRNA anu tetep dilestarikan sacara lega di sakumna spésiés dina tilu domain kahirupan. Sigana, ku cara ngumpulkeun mutasi anu ngarobih heliks rRNA janten pangiket poli-U pondok, E. cuniculi tiasa ngabentuk fragmen rRNA anu teu biasa anu ngandung sakedik nukléotida pikeun ligasi fragmen rRNA distal. Ieu ngabantosan ngajelaskeun kumaha mikrosporidia ngahontal réduksi dramatis dina struktur molekul dasarna tanpa kaleungitan integritas struktural sareng fungsionalna.
Fitur anu teu biasa tina rRNA E. cuniculi nyaéta penampilan rRNA tanpa kandel (Gambar 4). Tonjolan nyaéta nukléotida tanpa pasangan basa anu muter kaluar tina heliks RNA tinimbang nyumput di jerona. Kaseueuran tonjolan rRNA bertindak salaku perekat molekuler, ngabantosan ngabeungkeut protéin ribosom anu caket atanapi fragmen rRNA anu sanés. Sababaraha tonjolan bertindak salaku engsel, ngamungkinkeun heliks rRNA fléksibel sareng tilepan sacara optimal pikeun sintésis protéin anu produktif 41.
a Tonjolan rRNA (panomeran S. cerevisiae) teu aya dina struktur ribosom E. cuniculi, tapi aya dina kalolobaan eukariota séjén b E. coli, S. cerevisiae, H. sapiens, sareng ribosom internal E. cuniculi. Parasit kakurangan seueur tonjolan rRNA kuno anu dijaga kalayan saé. Panebalan ieu ngastabilkeun struktur ribosom; ku kituna, teu ayana dina mikrosporidia nunjukkeun stabilitas tilepan rRNA anu turun dina parasit mikrosporidia. Babandingan sareng batang P (batang L7/L12 dina baktéri) nunjukkeun yén leungitna tonjolan rRNA sakapeung pas sareng munculna tonjolan anyar di gigireun tonjolan anu leungit. Héliks H42 dina rRNA 23S/28S ngagaduhan tonjolan kuno (U1206 dina Saccharomyces cerevisiae) diperkirakeun sahenteuna 3,5 milyar taun kusabab panyalindunganna dina tilu domain kahirupan. Dina mikrosporidia, tonjolan ieu dileungitkeun. Nanging, aya tonjolan anyar nu mucunghul di gigireun tonjolan nu leungit (A1306 dina E. cuniculi).
Anu matak héran, urang mendakan yén ribosom E. cuniculi kakurangan kalolobaan tonjolan rRNA anu aya dina spésiés sanés, kalebet langkung ti 30 tonjolan anu dilestarikan dina eukariota sanés (Gambar 4a). Leungitna ieu ngaleungitkeun seueur kontak antara subunit ribosom sareng heliks rRNA anu caket, sakapeung nyiptakeun rongga ageung dina ribosom, ngajantenkeun ribosom E. cuniculi langkung keropos dibandingkeun sareng ribosom anu langkung tradisional (Gambar 4b). Anu penting, urang mendakan yén kalolobaan tonjolan ieu ogé leungit dina struktur ribosom V. necatrix sareng P. locustae anu parantos diidentifikasi sateuacanna, anu teu acan dipaliré ku analisis struktural sateuacanna31,32.
Kadang-kadang leungitna tonjolan rRNA dibarengan ku kamekaran tonjolan anyar di gigireun tonjolan anu leungit. Contona, batang-P ribosom ngandung tonjolan U1208 (dina Saccharomyces cerevisiae) anu salamet ti E. coli ka manusa sareng ku kituna diperkirakeun umurna 3,5 milyar taun. Salila sintésis protéin, tonjolan ieu ngabantosan batang P pindah antara konformasi kabuka sareng katutup supados ribosom tiasa ngarékrut faktor tarjamahan sareng nganteurkeunana ka situs aktif. Dina ribosom E. cuniculi, penebalan ieu teu aya; kumaha oge, penebalan anyar (G883) anu ngan ukur aya dina tilu pasangan basa tiasa nyumbang kana pamulihan kalenturan optimal batang P (Gambar 4c).
Data kami ngeunaan rRNA tanpa tonjolan nunjukkeun yén minimalisasi rRNA henteu dugi ka leungitna unsur rRNA dina permukaan ribosom, tapi ogé tiasa ngalibatkeun inti ribosom, nyiptakeun cacad molekuler spésifik parasit anu teu acan dijelaskeun dina sél anu hirup bébas. spésiés hirup dititénan.
Saatos modél protéin ribosom kanonik sareng rRNA, urang mendakan yén komponén ribosom konvensional henteu tiasa ngajelaskeun tilu bagian tina gambar cryo-EM. Dua tina fragmen ieu ukuranana molekul leutik (Gambar 5, Gambar Tambahan 8). Bagean kahiji diapit antara protéin ribosom uL15 sareng eL18 dina posisi anu biasana ditempatan ku C-terminus eL18, anu disingget dina E. cuniculi. Sanaos urang henteu tiasa nangtukeun idéntitas molekul ieu, ukuran sareng bentuk pulo kapadetan ieu dijelaskeun kalayan saé ku ayana molekul spermidin. Ikatanna kana ribosom distabilisasi ku mutasi spésifik mikrosporidia dina protéin uL15 (Asp51 sareng Arg56), anu sigana ningkatkeun afinitas ribosom pikeun molekul leutik ieu, sabab ngamungkinkeun uL15 pikeun ngabungkus molekul leutik kana struktur ribosom. Gambar Tambahan 2). 8, data tambahan 1, 2).
Pencitraan Cryo-EM nunjukkeun ayana nukléotida di luar ribosa anu kabeungkeut kana ribosom E. cuniculi. Dina ribosom E. cuniculi, nukléotida ieu nempatan tempat anu sami sareng nukléotida 25S rRNA A3186 (panomeran Saccharomyces cerevisiae) dina kalolobaan ribosom eukariotik anu sanés. b Dina struktur ribosom E. cuniculi, nukléotida ieu ayana di antara protéin ribosom uL9 sareng eL20, sahingga ngastabilkeun kontak antara dua protéin. cd analisis konservasi runtuyan eL20 di antara spésiés microsporidia. Tangkal filogenetik spésiés Microsporidia (c) sareng panyelarasan runtuyan sababaraha protéin eL20 (d) nunjukkeun yén résidu anu ngabeungkeut nukléotida F170 sareng K172 dilestarikan dina kalolobaan Microsporidia anu has, iwal S. lophii, iwal Microsporidia anu mimiti bercabang, anu nahan ekstensi rRNA ES39L. e Gambar ieu nunjukkeun yén résidu pangiket nukléotida F170 sareng K172 ngan ukur aya dina eL20 tina génom mikrosporidia anu diréduksi pisan, tapi henteu dina eukariota sanés. Sacara umum, data ieu nunjukkeun yén ribosom Mikrosporidia parantos ngembangkeun situs pangiket nukléotida anu sigana ngabeungkeut molekul AMP sareng nganggo éta pikeun ngastabilkeun interaksi protéin-protéin dina struktur ribosom. Konservasi anu luhur tina situs pangiket ieu dina Mikrosporidia sareng henteuna dina eukariota sanés nunjukkeun yén situs ieu tiasa nyayogikeun kaunggulan salamet selektif pikeun Mikrosporidia. Ku kituna, kantong pangiket nukléotida dina ribosom mikrosporidia sigana sanés fitur degeneratif atanapi bentuk tungtung degradasi rRNA sapertos anu dijelaskeun sateuacanna, tapi langkung mangrupikeun inovasi évolusionér anu mangpaat anu ngamungkinkeun ribosom mikrosporidia pikeun langsung ngabeungkeut molekul leutik, nganggo éta salaku blok wangunan molekul. blok wangunan pikeun ribosom. Panemuan ieu ngajantenkeun ribosom mikrosporidia hiji-hijina ribosom anu dipikanyaho nganggo nukléotida tunggal salaku blok wangunan strukturalna. f Jalur évolusionér hipotétis anu diturunkeun tina pangiket nukléotida.
Kapadatan beurat molekul kadua anu handap ayana di antarmuka antara protéin ribosom uL9 sareng eL30 (Gambar 5a). Antarmuka ieu sateuacanna dijelaskeun dina struktur ribosom Saccharomyces cerevisiae salaku situs pangiket pikeun nukléotida 25S tina rRNA A3186 (bagian tina éksténsi rRNA ES39L)38. Ditémbongkeun yén dina ribosom P. locustae ES39L anu degeneratif, antarmuka ieu ngabeungkeut nukléotida tunggal anu teu dipikanyaho 31, sareng dianggap yén nukléotida ieu mangrupikeun bentuk rRNA ahir anu dikirangan, dimana panjang rRNA nyaéta ~130-230 basa. ES39L dikirangan janten nukléotida tunggal 32.43. Gambar cryo-EM kami ngadukung ideu yén kapadetan tiasa dijelaskeun ku nukléotida. Nanging, résolusi anu langkung luhur tina struktur kami nunjukkeun yén nukléotida ieu mangrupikeun molekul ekstraribosomal, kamungkinan AMP (Gambar 5a, b).
Teras kami naroskeun naha situs pangiket nukléotida muncul dina ribosom E. cuniculi atanapi naha éta parantos aya sateuacanna. Kusabab pangiket nukléotida utamina dimediasi ku résidu Phe170 sareng Lys172 dina protéin ribosom eL30, kami meunteun konservasi résidu ieu dina 4396 eukariota anu ngawakilan. Sapertos dina kasus uL15 di luhur, kami mendakan yén résidu Phe170 sareng Lys172 ngan ukur dilestarikan dina Microsporidia has, tapi teu aya dina eukariota sanés, kalebet Microsporidia atipikal Mitosporidium sareng Amphiamblys, dimana fragmen rRNA ES39L henteu diréduksi 44, 45, 46 (Gambar 5c). -e).
Sacara gembleng, data ieu ngadukung pamanggih yén E. cuniculi sareng kamungkinan mikrosporidia kanonik sanésna parantos ngembangkeun kamampuan pikeun sacara efisien nangkep sajumlah ageung metabolit alit dina struktur ribosom pikeun ngimbangan panurunan tingkat rRNA sareng protéin. Ku cara kitu, aranjeunna parantos ngembangkeun kamampuan anu unik pikeun ngabeungkeut nukléotida di luar ribosom, nunjukkeun yén struktur molekul parasit ngimbangan ku cara nangkep metabolit alit anu seueur sareng ngagunakeunana salaku niru struktural tina RNA sareng fragmen protéin anu didegradasi.
Bagian katilu tina peta cryo-EM urang anu teu disimulasi, kapanggih dina subunit ribosom anu ageung. Résolusi anu kawilang luhur (2,6 Å) tina peta urang nunjukkeun yén kapadetan ieu milik protéin kalayan kombinasi unik tina résidu ranté sisi anu ageung, anu ngamungkinkeun urang pikeun ngaidentipikasi kapadetan ieu salaku protéin ribosom anu sateuacanna teu dipikanyaho anu urang idéntifikasi salaku. Éta dingaranan msL2 (protéin spésifik Microsporidia L2) (métode, gambar 6). Panéangan homologi urang nunjukkeun yén msL2 dilestarikan dina clade Microsporidia tina genus Encephaliter sareng Orosporidium, tapi teu aya dina spésiés sanés, kalebet Microsporidia sanés. Dina struktur ribosom, msL2 nempatan celah anu dibentuk ku leungitna rRNA ES31L anu diperpanjang. Dina rongga ieu, msL2 ngabantosan ngastabilkeun tilepan rRNA sareng tiasa ngimbangan leungitna ES31L (Gambar 6).
a Kapadetan éléktron sareng modél protéin ribosom spésifik Microsporidia msL2 anu aya dina ribosom E. cuniculi. b Kaseueuran ribosom eukariotik, kalebet ribosom 80S tina Saccharomyces cerevisiae, ngagaduhan amplifikasi rRNA ES19L anu leungit dina kaseueuran spésiés Microsporidian. Struktur ribosom microsporidia V. necatrix anu parantos ditetepkeun sateuacanna nunjukkeun yén leungitna ES19L dina parasit ieu dikompensasi ku évolusi protéin ribosom msL1 anu énggal. Dina panilitian ieu, urang mendakan yén ribosom E. cuniculi ogé ngembangkeun protéin niru RNA ribosom tambahan salaku kompensasi anu katingali pikeun leungitna ES19L. Nanging, msL2 (ayeuna dijelaskeun salaku protéin hipotétis ECU06_1135) sareng msL1 ngagaduhan asal struktural sareng évolusionér anu béda. c Kapanggihna generasi protéin ribosom msL1 sareng msL2 anu teu aya hubunganana sacara évolusi ieu nunjukkeun yén upami ribosom ngumpulkeun mutasi anu ngabahayakeun dina rRNA-na, éta tiasa ngahontal tingkat karagaman komposisi anu teu acan pernah aya sateuacanna bahkan dina sakumpulan leutik spésiés anu raket patalina. Kapanggihna ieu tiasa ngabantosan ngajelaskeun asal-usul sareng évolusi ribosom mitokondria, anu dikenal ku rRNA anu dikirangan pisan sareng variabilitas abnormal dina komposisi protéin di sakumna spésiés.
Teras kami ngabandingkeun protéin msL2 sareng protéin msL1 anu parantos dijelaskeun sateuacanna, hiji-hijina protéin ribosom spésifik mikrosporidia anu dipikanyaho anu aya dina ribosom V. necatrix. Kami hoyong nguji naha msL1 sareng msL2 aya hubunganana sacara évolusi. Analisis kami nunjukkeun yén msL1 sareng msL2 nempatan rongga anu sami dina struktur ribosom, tapi gaduh struktur primér sareng tersier anu béda, anu nunjukkeun asal évolusi mandiri na (Gambar 6). Ku kituna, panemuan msL2 kami nyayogikeun bukti yén kelompok spésiés eukariotik kompak tiasa sacara mandiri mekar protéin ribosom anu béda sacara struktural pikeun ngimbangan leungitna fragmen rRNA. Panemuan ieu penting sabab kalolobaan ribosom eukariotik sitoplasma ngandung protéin invarian, kalebet kulawarga anu sami tina 81 protéin ribosom. Penampilan msL1 sareng msL2 dina rupa-rupa klad mikrosporidia salaku réspon kana leungitna segmen rRNA anu diperpanjang nunjukkeun yén degradasi arsitéktur molekul parasit nyababkeun parasit milarian mutasi kompensasi, anu pamustunganana tiasa nyababkeun akuisisi dina populasi parasit anu béda.
Pamungkas, nalika modél urang réngsé, urang ngabandingkeun komposisi ribosom E. cuniculi sareng anu diprediksi tina runtuyan génom. Sababaraha protéin ribosom, kalebet eL14, eL38, eL41, sareng eS30, sateuacanna dianggap leungit tina génom E. cuniculi kusabab henteuna homologna tina génom E. cuniculi. Leungitna seueur protéin ribosom ogé diprediksi dina kalolobaan parasit intraseluler sareng éndosimbion anu réduksi pisan. Salaku conto, sanaos kalolobaan baktéri anu hirup bébas ngandung kulawarga anu sami tina 54 protéin ribosom, ngan 11 tina kulawarga protéin ieu anu gaduh homolog anu tiasa dideteksi dina unggal génom baktéri anu diwatesan ku host. Pikeun ngadukung gagasan ieu, leungitna protéin ribosom parantos dititénan sacara ékspériméntal dina V. necatrix sareng P. locustae microsporidia, anu kakurangan protéin eL38 sareng eL4131,32.
Nanging, struktur urang nunjukkeun yén ngan ukur eL38, eL41, sareng eS30 anu sabenerna leungit dina ribosom E. cuniculi. Protéin eL14 dilestarikan sareng struktur urang nunjukkeun kunaon protéin ieu henteu kapendak dina pamilarian homologi (Gambar 7). Dina ribosom E. cuniculi, kaseueuran situs pangiket eL14 leungit kusabab degradasi ES39L anu diamplifikasi rRNA. Upami teu aya ES39L, eL14 kaleungitan kaseueuran struktur sekundérna, sareng ngan ukur 18% tina runtuyan eL14 anu idéntik dina E. cuniculi sareng S. cerevisiae. Pangawétan runtuyan anu goréng ieu luar biasa sabab bahkan Saccharomyces cerevisiae sareng Homo sapiens — organisme anu mekar 1,5 milyar taun bédana — ngabagi langkung ti 51% résidu anu sami dina eL14. Leungitna konservasi anu anomali ieu ngajelaskeun kunaon E. cuniculi eL14 ayeuna dianotasi salaku protéin M970_061160 anu diduga sareng sanés salaku protéin ribosom eL1427.
sareng ribosom Microsporidia kaleungitan ekstensi rRNA ES39L, anu sabagian ngaleungitkeun situs pangiket protéin ribosom eL14. Upami teu aya ES39L, protéin mikrospora eL14 ngalaman leungitna struktur sekundér, dimana α-helix pangiket rRNA sateuacanna degenerasi janten puteran panjang minimal. b Panyelarasan sababaraha runtuyan nunjukkeun yén protéin eL14 dilestarikan pisan dina spésiés eukariotik (57% idéntitas runtuyan antara ragi sareng homolog manusa), tapi kirang dilestarikan sareng divergen dina mikrosporidia (anu henteu langkung ti 24% résidu idéntik sareng homolog eL14). ti S. cerevisiae atanapi H. sapiens). Konservasi runtuyan anu goréng sareng variabilitas struktur sekundér ieu ngajelaskeun kunaon homolog eL14 henteu pernah kapendak dina E. cuniculi sareng kunaon protéin ieu dianggap leungit dina E. cuniculi. Sabalikna, E. cuniculi eL14 sateuacanna dianotasi salaku protéin M970_061160 anu diduga. Observasi ieu nunjukkeun yén karagaman génom microsporidia ayeuna dilebih-lebihkeun: sababaraha gén anu ayeuna dianggap leungit dina microsporidia sabenerna dilestarikan, sanaos dina bentuk anu dibédakeun pisan; sabalikna, sababaraha dipercaya ngodekeun gén microsporidia pikeun protéin spésifik cacing (contona, protéin hipotétis M970_061160) sabenerna ngodekeun protéin anu rupa-rupa pisan anu aya dina eukariota sanés.
Panemuan ieu nunjukkeun yén denaturasi rRNA tiasa nyababkeun leungitna konservasi runtuyan anu dramatis dina protéin ribosom anu caket, ngajantenkeun protéin ieu teu tiasa dideteksi pikeun pamilarian homologi. Ku kituna, urang tiasa ngira-ngira tingkat degradasi molekular anu saleresna dina organisme génom leutik, kumargi sababaraha protéin anu dianggap leungit sabenerna tetep aya, sanaos dina bentuk anu robih pisan.
Kumaha parasit tiasa ngajaga fungsi mesin molekulerna dina kaayaan réduksi génom anu ekstrim? Panilitian kami ngajawab patarosan ieu ku cara ngajelaskeun struktur molekul anu kompléks (ribosom) tina E. cuniculi, organisme anu gaduh salah sahiji génom eukariotik pangleutikna.
Ampir dua dekade geus dipikanyaho yén molekul protéin jeung RNA dina parasit mikroba mindeng béda ti molekul homologna dina spésiés anu hirup bébas sabab kakurangan puseur kontrol kualitas, dikirangan jadi 50% tina ukuranana dina mikroba anu hirup bébas, jsb. . loba mutasi anu ngaleuleuskeun anu ngaganggu tilepan jeung fungsi. Contona, ribosom organisme génom leutik, kaasup loba parasit intraseluler jeung éndosimbion, diperkirakeun kakurangan sababaraha protéin ribosom jeung nepi ka sapertiluna nukléotida rRNA dibandingkeun jeung spésiés anu hirup bébas 27, 29, 30, 49. Sanajan kitu, cara molekul ieu fungsina dina parasit tetep jadi misteri, anu utamana ditalungtik ngaliwatan génomik komparatif.
Panilitian kami nunjukkeun yén struktur makromolekul tiasa ngungkabkeun seueur aspék évolusi anu hésé diekstrak tina panilitian génomik komparatif tradisional parasit intraseluler sareng organisme anu diwatesan ku host sanésna (Gambar Tambahan 7). Salaku conto, conto protéin eL14 nunjukkeun yén urang tiasa ngaleuwihan tingkat degradasi anu saleresna tina alat molekuler dina spésiés parasit. Parasit énsefalitik ayeuna dipercaya gaduh ratusan gén spésifik mikrosporidia. Nanging, hasil panilitian kami nunjukkeun yén sababaraha gén anu sigana spésifik ieu sabenerna ngan ukur varian gén anu béda pisan anu umum dina eukariota sanés. Leuwih ti éta, conto protéin msL2 nunjukkeun kumaha urang ngalalaworakeun protéin ribosom énggal sareng nganggap enteng eusi mesin molekuler parasit. Conto molekul leutik nunjukkeun kumaha urang tiasa ngalalaworakeun inovasi anu paling cerdik dina struktur molekuler parasit anu tiasa masihan aranjeunna aktivitas biologis énggal.
Sacara gembleng, hasil ieu ningkatkeun pamahaman urang ngeunaan bédana antara struktur molekul organisme anu diwatesan ku host sareng sasamana dina organisme anu hirup bébas. Kami nunjukkeun yén mesin molekuler, anu parantos lami dianggap réduksi, degenerasi, sareng kakeunaan rupa-rupa mutasi anu ngaleuleuskeun, malahan gaduh sakumpulan fitur struktural anu teu biasa anu sacara sistematis teu dipaliré.
Di sisi séjén, fragmen rRNA anu henteu ageung sareng fragmen anu ngahiji anu kami mendakan dina ribosom E. cuniculi nunjukkeun yén réduksi génom tiasa ngarobih bahkan bagian-bagian tina mesin molekul dasar anu dilestarikan dina tilu domain kahirupan - saatos ampir 3,5 milyar taun. évolusi spésiés mandiri.
Fragmen rRNA anu bébas tonjolan sareng ngahiji dina ribosom E. cuniculi pikaresepeun pisan dumasar kana panilitian sateuacana ngeunaan molekul RNA dina baktéri éndosimbiotik. Salaku conto, dina éndosimbiotik kutu daun Buchnera aphidicola, molekul rRNA sareng tRNA parantos dipidangkeun gaduh struktur anu sénsitip kana suhu kusabab bias komposisi A+T sareng proporsi anu luhur tina pasangan basa non-kanonik20,50. Parobihan dina RNA ieu, ogé parobahan dina molekul protéin, ayeuna dianggap tanggung jawab kana katergantungan éndosimbiotik anu kaleuleuwihi kana pasangan sareng henteu mampuh éndosimbiotik pikeun mindahkeun panas21, 23. Sanaos rRNA mikrosporidia parasit gaduh parobahan anu béda sacara struktural, sifat parobahan ieu nunjukkeun yén stabilitas termal anu turun sareng katergantungan anu langkung luhur kana protéin chaperone tiasa janten ciri umum molekul RNA dina organisme kalayan génom anu dikirangan.
Di sisi séjén, struktur urang nunjukkeun yén mikrosporidia parasit parantos ngembangkeun kamampuan anu unik pikeun nolak fragmen rRNA sareng protéin anu dilestarikan sacara lega, ngembangkeun kamampuan pikeun nganggo metabolit alit anu seueur sareng gampang sayogi salaku mimik struktural tina fragmen rRNA sareng protéin anu rusak. Degradasi struktur molekul. . Pamanggih ieu dirojong ku kanyataan yén molekul alit anu ngimbangan leungitna fragmen protéin dina rRNA sareng ribosom E. cuniculi ngabeungkeut résidu spésifik mikrosporidia dina protéin uL15 sareng eL30. Ieu nunjukkeun yén ngabeungkeut molekul alit kana ribosom tiasa janten produk seleksi positif, dimana mutasi spésifik Mikrosporidia dina protéin ribosom parantos dipilih pikeun kamampuanna pikeun ningkatkeun afinitas ribosom pikeun molekul alit, anu tiasa nyababkeun organisme ribosom anu langkung efisien. Panemuan ieu ngungkabkeun inovasi anu cerdas dina struktur molekul parasit mikroba sareng masihan urang pamahaman anu langkung saé ngeunaan kumaha struktur molekul parasit ngajaga fungsina sanaos évolusi réduktif.
Ayeuna, idéntifikasi molekul-molekul leutik ieu masih teu jelas. Teu jelas kunaon penampilan molekul-molekul leutik ieu dina struktur ribosom béda antara spésiés microsporidia. Utamana, teu jelas kunaon beungkeutan nukléotida dititénan dina ribosom E. cuniculi sareng P. locustae, sareng sanés dina ribosom V. necatrix, sanaos aya résidu F170 dina protéin eL20 sareng K172 V. necatrix. Delesi ieu tiasa disababkeun ku résidu 43 uL6 (anu aya di gigireun kantong beungkeutan nukléotida), nyaéta tirosin dina V. necatrix sareng sanés treonin dina E. cuniculi sareng P. locustae. Ranté sisi aromatik Tyr43 anu ageung tiasa ngaganggu beungkeutan nukléotida kusabab tumpang tindih sterik. Alternatipna, delesi nukléotida anu katingali tiasa disababkeun ku résolusi pencitraan cryo-EM anu handap, anu ngahalangan modél fragmen ribosom V. necatrix.
Di sisi séjén, panilitian kami nunjukkeun yén prosés burukna génom tiasa janten kakuatan anu inovatif. Khususna, struktur ribosom E. cuniculi nunjukkeun yén leungitna rRNA sareng fragmen protéin dina ribosom mikrosporidia nyiptakeun tekanan évolusionér anu ngamajukeun parobahan dina struktur ribosom. Varian ieu lumangsung jauh tina situs aktif ribosom sareng sigana ngabantosan ngajaga (atanapi mulangkeun) rakitan ribosom optimal anu upami teu kitu bakal kaganggu ku rRNA anu dikirangan. Ieu nunjukkeun yén inovasi utama ribosom mikrosporidia sigana parantos mekar janten kabutuhan pikeun nyangga hanyutan gén.
Panginten ieu paling saé diilustrasikeun ku beungkeutan nukléotida, anu teu acan kantos dititénan dina organisme sanés dugi ka ayeuna. Kanyataan yén résidu beungkeutan nukléotida aya dina mikrosporidia has, tapi henteu dina eukariota sanés, nunjukkeun yén situs beungkeutan nukléotida sanés ngan ukur sésa-sésa anu ngantosan ngaleungit, atanapi situs terakhir pikeun rRNA dibalikeun deui kana bentuk nukléotida individu. Sabalikna, situs ieu sigana sapertos fitur anu mangpaat anu tiasa mekar salami sababaraha puteran seleksi positif. Situs beungkeutan nukléotida tiasa janten produk sampingan tina seleksi alam: sakali ES39L didegradasi, mikrosporidia kapaksa milarian kompensasi pikeun mulangkeun biogenesis ribosom anu optimal tanpa ES39L. Kusabab nukléotida ieu tiasa niru kontak molekular tina nukléotida A3186 dina ES39L, molekul nukléotida janten blok wangunan ribosom, beungkeutan anu langkung ningkat ku mutasi tina runtuyan eL30.
Ngeunaan évolusi molekuler parasit intraseluler, panilitian kami nunjukkeun yén kakuatan seleksi alam Darwinian sareng hanyutan genetik tina burukna génom henteu beroperasi sacara paralel, tapi osilasi. Mimitina, hanyutan genetik ngaleungitkeun fitur penting biomolekul, ngajantenkeun kompensasi anu diperyogikeun pisan. Ngan nalika parasit nyumponan kabutuhan ieu ngalangkungan seleksi alam Darwinian makromolekulna bakal gaduh kasempetan pikeun ngembangkeun sipat anu paling impressive sareng inovatif. Anu penting, évolusi situs pangiket nukléotida dina ribosom E. cuniculi nunjukkeun yén pola évolusi molekuler anu rugi-ka-meunang ieu henteu ngan ukur amortisasi mutasi anu ngabahayakeun, tapi sakapeung masihan fungsi anu lengkep anyar kana makromolekul parasit.
Ideu ieu saluyu sareng téori kasaimbangan gerak Sewell Wright, anu nyatakeun yén sistem seleksi alam anu ketat ngawatesan kamampuan organisme pikeun inovasi51,52,53. Nanging, upami hanyutan genetik ngaganggu seleksi alam, hanyutan ieu tiasa ngahasilkeun parobihan anu henteu adaptif (atanapi bahkan ngarugikeun) tapi ngarah kana parobihan salajengna anu nyayogikeun kabugaran anu langkung luhur atanapi aktivitas biologis énggal. Kerangka kami ngadukung ideu ieu ku cara ngagambarkeun yén jinis mutasi anu sami anu ngirangan lipatan sareng fungsi biomolekul sigana janten pemicu utama pikeun perbaikanana. Saluyu sareng modél évolusionér win-win, panilitian kami nunjukkeun yén burukna génom, anu sacara tradisional dianggap salaku prosés degeneratif, ogé mangrupikeun pendorong utama inovasi, sakapeung sareng panginten sering ngamungkinkeun makromolekul pikeun kéngingkeun aktivitas parasit énggal. tiasa nganggo éta.