Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچنىڭ نەشرىدە CSS قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچ ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى چەكلىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، تور بېكەتنى ئۇسلۇب ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
مىكروب پارازىتلىرىنىڭ تەرەققىياتى تەبىئىي تاللاشنىڭ پارازىتلارنىڭ ياخشىلىنىشىغا سەۋەب بولىدىغان گېن ئۆزگىرىشى بىلەن پارازىتلارنىڭ گېنىنى يوقىتىپ، زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنى توپلىشىغا سەۋەب بولىدىغان گېن ئۆزگىرىشى ئوتتۇرىسىدىكى قارشىلىقنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ يەردە، بۇ قارشىلىقنىڭ قانداق قىلىپ بىرلا ماكرومولېكۇلا كۆلىمىدە يۈز بېرىدىغانلىقىنى چۈشىنىش ئۈچۈن، بىز تەبىئەتتىكى ئەڭ كىچىك گېنوملارنىڭ بىرىگە ئىگە ئېۋكارىئوت ئورگانىزم بولغان Encephalitozoon cuniculi نىڭ رىبوسومىنىڭ كرىئو-EM قۇرۇلمىسىنى تەسۋىرلەيمىز. E. cuniculi رىبوسومىدىكى rRNA نىڭ ئىنتايىن ئازىيىشى ئىلگىرى نامەلۇم بولغان بىرىككەن rRNA باغلىغۇچىلىرى ۋە تومپىيىپ چىقمىغان rRNA نىڭ تەرەققىياتى قاتارلىق مىسلى كۆرۈلمىگەن قۇرۇلما ئۆزگىرىشلىرى بىلەن بىللە كېلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، E. cuniculi رىبوسومى كىچىك مولېكۇلالارنى پارچىلانغان rRNA پارچىلىرى ۋە ئاقسىللارنىڭ قۇرۇلما تەقلىدلىرى سۈپىتىدە ئىشلىتىش ئىقتىدارىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئارقىلىق rRNA پارچىلىرى ۋە ئاقسىللارنىڭ يوقىلىشىدىن ئامان قالدى. ئومۇمەن قىلىپ ئېيتقاندا، بىز ئۇزۇندىن بۇيان ئازىيىش، چېكىنىش ۋە ئاجىزلاشتۇرۇش مۇتاتسىيەسىگە دۇچ كېلىدىغان دەپ قارالغان مولېكۇلا قۇرۇلمىلىرىنىڭ مولېكۇلانىڭ ئىنتايىن ئازىيىشىغا قارىماي ئۇلارنى ئاكتىپ ساقلايدىغان بىر قاتار تولۇقلىما مېخانىزمى بارلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىمىز.
مىكروب پارازىتلىرىنىڭ كۆپىنچە گۇرۇپپىلىرى ئۆزلىرىنىڭ خوجايىنلىرىدىن پايدىلىنىش ئۈچۈن ئۆزگىچە مولېكۇلا قوراللىرىغا ئىگە بولغاچقا، بىز كۆپىنچە پارازىتلارنىڭ ھەر خىل گۇرۇپپىلىرى ئۈچۈن ئوخشىمىغان داۋالاش ئۇسۇللىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشىمىزغا توغرا كېلىدۇ1،2. قانداقلا بولمىسۇن، يېڭى دەلىللەر پارازىتلارنىڭ تەرەققىياتىنىڭ بەزى جەھەتلىرىنىڭ بىر-بىرىگە ماس كېلىدىغانلىقىنى ۋە كۆپىنچە ئالدىن پەرەز قىلغىلى بولىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ مىكروب پارازىتلىرىغا كەڭ دائىرىلىك داۋالاش ئارىلىشىشلىرىنىڭ ئاساسى بارلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ3،4،5،6،7،8،9.
ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا مىكرو ئورگانىزم پارازىتلىرىدا ئورتاق تەرەققىيات يۈزلىنىشى بايقالغان بولۇپ، بۇ يۈزلىنىش گېنومنىڭ ئازىيىشى ياكى گېنومنىڭ چىرىشى دەپ ئاتىلىدۇ10،11،12،13. نۆۋەتتىكى تەتقىقاتلار شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، مىكرو ئورگانىزملار ئەركىن ياشاش تۇرمۇش ئۇسۇلىدىن ۋاز كېچىپ، ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىتلارغا (ياكى ئېندوسىمبىئونتلارغا) ئايلانغاندا، ئۇلارنىڭ گېنوملىرى مىليونلىغان يىللار جەريانىدا ئاستا، ئەمما ھەيران قالارلىق ئۆزگىرىشلەرنى باشتىن كەچۈرىدۇ9،11. گېنومنىڭ چىرىشى دەپ ئاتىلىدىغان جەرياندا، مىكرو ئورگانىزم پارازىتلىرى زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنى توپلايدۇ، بۇلار ئىلگىرى نۇرغۇن مۇھىم گېنلارنى ساختا گېنلارغا ئايلاندۇرىدۇ، بۇ ئاستا-ئاستا گېننىڭ يوقىلىشى ۋە مۇتاتسىيەنىڭ چۆكۈپ كېتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ14،15. بۇ چۆكۈش ئەڭ قەدىمكى ھۈجەيرە ئىچىدىكى ئورگانىزملاردىكى گېنلارنىڭ %95 گىچە ۋەيران قىلىشى مۇمكىن، بۇلار يېقىن تۇغقان ئەركىن ياشايدىغان تۈرلەرگە سېلىشتۇرغاندا. شۇڭا، ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىتلارنىڭ تەرەققىياتى ئىككى قارشى كۈچ ئوتتۇرىسىدىكى بىر ئۇرۇش: دارۋىننىڭ تەبىئىي تاللىنىشى پارازىتلارنىڭ ياخشىلىنىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، ۋە گېنومنىڭ چۆكۈپ كېتىشى پارازىتلارنى ئۇنتۇلۇشقا ئېلىپ كېلىدۇ. پارازىتنىڭ بۇ ئۇرۇشتىن قانداق چىقىپ، مولېكۇلا قۇرۇلمىسىنىڭ ئاكتىپلىقىنى ساقلاپ قالغانلىقى ئېنىق ئەمەس.
گېنومنىڭ پارچىلىنىش مېخانىزمى تولۇق چۈشىنىلمىگەن بولسىمۇ، بۇ ئاساسلىقى دائىم گېن يۆتكىلىشى سەۋەبىدىن يۈز بېرىدىغاندەك قىلىدۇ. پارازىتلار كىچىك، جىنسىي ئەمەس ۋە گېنى چەكلىك توپلاردا ياشىغاچقا، ئۇلار DNA كۆپىيىشى جەريانىدا بەزىدە يۈز بېرىدىغان زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنى ئۈنۈملۈك يوقىتالمايدۇ. بۇ زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنىڭ قايتۇرغىلى بولمايدىغان توپلىنىشىغا ۋە پارازىت گېنومىنىڭ ئازىيىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ. نەتىجىدە، پارازىت پەقەت ھۈجەيرە ئىچىدىكى مۇھىتتا ياشاش ئۈچۈن زۆرۈر بولمىغان گېنلارنى يوقىتىپلا قالماي، يەنە پارازىت توپلىرىنىڭ تارقاق زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنى ئۈنۈملۈك يوقىتالمىغانلىقى بۇ مۇتاتسىيەلەرنىڭ گېنومدا، شۇ جۈملىدىن ئۇلارنىڭ ئەڭ مۇھىم گېنلىرىدا توپلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
ھازىرقى گېنومنىڭ ئازىيىشىغا بولغان چۈشەنچىمىزنىڭ كۆپ قىسمى پەقەت گېنوم تەرتىپىنى سېلىشتۇرۇشقا ئاساسلانغان بولۇپ، ئۆي ئىشلىرىغا مەسئۇل بولىدىغان ۋە دورا نىشانى سۈپىتىدە خىزمەت قىلىدىغان ئەمەلىي مولېكۇلا ئۆزگىرىشلىرىگە ئانچە دىققەت قىلىنمايدۇ. سېلىشتۇرما تەتقىقاتلار شۇنى كۆرسەتتىكى، زىيانلىق ھۈجەيرە ئىچىدىكى مىكروبلارنىڭ مۇتاتسىيەسى ئاقسىللار ۋە نۇكلېئىك كىسلاتالارنىڭ خاتا يىغىلىشى ۋە توپلىنىشىغا مايىل بولۇپ، ئۇلارنى تېخىمۇ كۆپ شاپېرونغا تايىنىدىغان ۋە ئىسسىقلىققا سەزگۈر قىلىدىغان19،20،21،22،23 قىلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، ھەر خىل پارازىتلار - مۇستەقىل تەرەققىيات بەزىدە 2 مىليارد 500 مىليون يىلغا يېقىن ۋاقىت بىلەن ئايرىلىدۇ - ئاقسىل سىنتېزى5،6 ۋە DNA رېمونت قىلىش مېخانىزمىدا سۈپەت كونترول مەركەزلىرىنىڭ ئوخشاش يوقىلىشىغا دۇچ كەلگەن24. قانداقلا بولمىسۇن، ھۈجەيرە ئىچىدىكى تۇرمۇش ئۇسۇلىنىڭ ھۈجەيرە ماكرومولېكۇلاسىنىڭ باشقا بارلىق خۇسۇسىيەتلىرىگە، جۈملىدىن زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنىڭ ئېشىپ كېتىۋاتقان يۈكىگە مولېكۇلا ماسلىشىشىغا بولغان تەسىرى توغرىسىدا ئاز نەرسە مەلۇم.
بۇ ئەسەردە، ھۈجەيرە ئىچىدىكى مىكرو ئورگانىزملارنىڭ ئاقسىل ۋە نۇكلېئىك كىسلاتاسىنىڭ تەرەققىياتىنى تېخىمۇ ياخشى چۈشىنىش ئۈچۈن، بىز ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىت Encephalitozoon cuniculi نىڭ رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسىنى ئېنىقلىدۇق. E. cuniculi بىر خىل پارازىت مىكروسپورىدلار گۇرۇپپىسىغا تەۋە بولغان زەمبۇرۇغقا ئوخشاش ئورگانىزم بولۇپ، ئۇنىڭ ئېۋكارىئوت گېنوملىرى ئادەتتىن تاشقىرى كىچىك بولۇپ، شۇڭا گېنوم پارچىلىنىشىنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن مودېل ئورگانىزم سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ25،26،27،28،29،30. يېقىندا، Microsporidia، Paranosema locustae ۋە Vairimorpha necatrix نىڭ ئوتتۇراھال دەرىجىدە كىچىكلىگەن گېنوملىرى ئۈچۈن cryo-EM رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسى ئېنىقلاندى31،32 (~3.2 Mb گېنوم). بۇ قۇرۇلمىلار rRNA نىڭ كۈچەيتىلىشىنىڭ بەزى يوقىلىشىنىڭ قوشنا رىبوسوم ئاقسىللىرى ئوتتۇرىسىدىكى يېڭى ئالاقىلەرنىڭ تەرەققىي قىلىشى ياكى يېڭى msL131،32 رىبوسوم ئاقسىللىرىنىڭ قولغا كەلتۈرۈلۈشى ئارقىلىق تولۇقلىنىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. ئېنسېفالىتوزوون تۈرى (گېنوم تەخمىنەن 2.5 مىليون bp)، ئەڭ يېقىن تۇغقىنى Ordospora بىلەن بىرلىكتە، ئېۋكارىئوتلاردا گېنومنىڭ ئەڭ يۇقىرى دەرىجىدە ئازىيىشىنى نامايان قىلىدۇ - ئۇلارنىڭ ئاقسىل كودلايدىغان گېنى 2000 دىن ئاز، ھەمدە ئۇلارنىڭ رىبوسومىدا پەقەت rRNA كېڭىيىش پارچىلىرى (ئېۋكارىئوت رىبوسومى بىلەن باكتېرىيە رىبوسومىسىنى پەرقلەندۈرىدىغان rRNA پارچىلىرى) يوق بولۇپلا قالماي، يەنە E. cuniculi گېنومىدا گومولوگلارنىڭ كەمچىل بولۇشى سەۋەبىدىن تۆت رىبوسوما ئاقسىلى بار دەپ قارىلىدۇ26،27،28. شۇڭا، بىز E. cuniculi رىبوسومىنىڭ گېنومنىڭ پارچىلىنىشىغا مولېكۇلا ماسلىشىش ئۈچۈن ئىلگىرى نامەلۇم بولغان ئىستراتېگىيىلەرنى ئاشكارىلىيالايدىغانلىقىنى يەكۈنگە كەلدۇق.
بىزنىڭ كرىئو-EM قۇرۇلمىسى ئەڭ كىچىك ئېۋكارىئوت سىتوپلازمىسى رىبوسومىنى ئىپادىلەيدۇ، ھەمدە گېنومنىڭ ئەڭ چوڭ دەرىجىدە ئازىيىشىنىڭ ھۈجەيرىنىڭ ئايرىلماس بىر قىسمى بولغان مولېكۇلا ماشىنىسىنىڭ قۇرۇلمىسى، يىغىلىشى ۋە تەرەققىياتىغا قانداق تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى چۈشىنىشكە ياردەم بېرىدۇ. بىز E. cuniculi رىبوسومىنىڭ كەڭ كۆلەمدە ساقلانغان RNA قاتلىنىشى ۋە رىبوسوما يىغىلىشى پىرىنسىپلىرىنىڭ كۆپىنچىسىنى بۇزىدىغانلىقىنى بايقىدۇق ۋە ئىلگىرى نامەلۇم بولغان يېڭى بىر رىبوسوما ئاقسىلىنى بايقىدۇق. بىز كۈتۈلمىگەندە مىكروسپورىدىيە رىبوسومىلىرىنىڭ كىچىك مولېكۇلالارغا باغلىنىش ئىقتىدارىنى تەرەققىي قىلدۇرغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىمىز، ھەمدە rRNA ۋە ئاقسىللاردىكى قىسقارتىلىشلارنىڭ ئاخىرىدا رىبوسومغا پايدىلىق خۇسۇسىيەتلەرنى بېرىشى مۇمكىن بولغان تەرەققىيات يېڭىلىقلىرىنى قوزغىتىدىغانلىقىنى پەرەز قىلىمىز.
ھۈجەيرە ئىچىدىكى ئورگانىزملاردىكى ئاقسىل ۋە نۇكلېئىك كىسلاتالارنىڭ تەرەققىياتىنى چۈشىنىشىمىزنى ياخشىلاش ئۈچۈن، بىز يۇقۇملانغان سۈت ئەمگۈچى ھايۋانلار ھۈجەيرىلىرىنىڭ مەدەنىيىتىدىن E. cuniculi سپورالىرىنى ئايرىپ، ئۇلارنىڭ رىبوسومىلىرىنى تازىلاش ۋە بۇ رىبوسومىلارنىڭ قۇرۇلمىسىنى ئېنىقلاشنى قارار قىلدۇق. مىكروسپورىدىيەنى ئوزۇقلۇق مۇھىتىدا يېتىشتۈرگىلى بولمايدىغانلىقى ئۈچۈن، كۆپ مىقداردا پارازىت مىكروسپورىدىيەنى قولغا كەلتۈرۈش تەس. ئەكسىچە، ئۇلار پەقەت ساھىبخان ھۈجەيرە ئىچىدە ئۆسىدۇ ۋە كۆپىيىدۇ. شۇڭا، رىبوسومىنى تازىلاش ئۈچۈن E. cuniculi بىئوماسساسىنى قولغا كەلتۈرۈش ئۈچۈن، بىز سۈت ئەمگۈچى ھايۋانلارنىڭ بۆرەك ھۈجەيرە لىنىيىسى RK13 نى E. cuniculi سپورىسى بىلەن يۇقۇملاندۇردۇق ۋە بۇ يۇقۇملانغان ھۈجەيرىلەرنى بىر قانچە ھەپتە يېتىشتۈرۈپ، E. cuniculi نىڭ ئۆسۈشى ۋە كۆپىيىشىگە يول قويدۇق. تەخمىنەن يېرىم كۋادرات مېتىر كېلىدىغان يۇقۇملانغان ھۈجەيرە مونو قەۋىتىنى ئىشلىتىپ، بىز تەخمىنەن 300 مىللىگرام مىكروسپورىدىيە سپورىسىنى تازىلاپ، ئۇلارنى رىبوسومىلارنى ئايرىۋېلىشقا ئىشلەتتۇق. ئاندىن بىز تازىلانغان سپورالارنى ئەينەك مارجانلار بىلەن پارچىلىدۇق ۋە لىزاتلارنىڭ باسقۇچلۇق پولىئېتىلېن گلىكول پارچىلىنىشى ئارقىلىق خام رىبوسومىلارنى ئايرىۋالدۇق. بۇ بىزگە قۇرۇلما ئانالىزى ئۈچۈن تەخمىنەن 300 µg خام E. cuniculi رىبوسومىغا ئېرىشىشكە يول قويدى.
ئاندىن بىز ھاسىل بولغان رىبوسوما ئەۋرىشكىلىرى ئارقىلىق توڭلىتىلغان ئېلېكترونلۇق رېئاكتىپلىق رېئاكتىپلىق رەسىملەرنى توپلىدۇق ۋە بۇ رەسىملەرنى چوڭ رىبوسوما تارماق بىرلىكى، كىچىك تارماق باشلىقى ۋە كىچىك تارماق بىرلىكىگە ماس كېلىدىغان ماسكا ئىشلىتىپ بىر تەرەپ قىلدۇق. بۇ جەرياندا، بىز تەخمىنەن 108،000 رىبوسوما زەررىچىسىنىڭ رەسىملىرىنى توپلىدۇق ۋە 2.7 Å ئېنىقلىقتىكى توڭلىتىلغان ئېلېكترونلۇق رېئاكتىپلىق رېئاكتىپلىق رېئاكتىپلىق رەسىملەرنى ھېسابلىدۇق (قوشۇمچە رەسىملەر 1-3). ئاندىن بىز توڭلىتىلغان ئېلېكترونلۇق رېئاكتىپلىق رېئاكتىپلىق رەسىملەرنى ئىشلىتىپ، E. cuniculi رىبوسومى بىلەن مۇناسىۋەتلىك rRNA، رىبوسوما ئاقسىلى ۋە قىشلىق ئۇيقۇ ئامىلى Mdf1 نى مودېللاشتۇردۇق (رەسىم 1a، b).
a قىشلىق ئۇيقۇ ئامىلى Mdf1 بىلەن مۇرەككەپ E. cuniculi رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسى (pdb id 7QEP). b E. cuniculi رىبوسومىسى بىلەن مۇناسىۋەتلىك قىشلىق ئۇيقۇ ئامىلى Mdf1 نىڭ خەرىتىسى. c مىكروسپورىدىئان تۈرلىرىدىكى قايتۇرۇۋېلىنغان rRNA نى مەلۇم رىبوسوما قۇرۇلمىلىرى بىلەن سېلىشتۇرىدىغان ئىككىنچى دەرىجىلىك قۇرۇلما خەرىتىسى. تاختىلاردا كۈچەيتىلگەن rRNA پارچىلىرى (ES) ۋە رىبوسوما ئاكتىپ ئورۇنلىرىنىڭ ئورنى، جۈملىدىن كودلاش ئورنى (DC)، سارسىنىسىن ھالقىسى (SRL) ۋە پېپتىدىل ترانسفېرازا مەركىزى (PTC) كۆرسىتىلگەن. d E. cuniculi رىبوسومىنىڭ پېپتىدىل ترانسفېرازا مەركىزىگە ماس كېلىدىغان ئېلېكترون زىچلىقى، بۇ كاتالىزاتور ئورنىنىڭ E. cuniculi پارازىتى ۋە ئۇنىڭ خوجايىنلىرى، جۈملىدىن H. sapiens دا ئوخشاش قۇرۇلمىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. e, f كودلاش مەركىزىنىڭ ماس كېلىدىغان ئېلېكترون زىچلىقى (e) ۋە كودلاش مەركىزىنىڭ سىخېماتىك قۇرۇلمىسى (f) E. cuniculi نىڭ باشقا نۇرغۇن ئېۋكارىئوتلاردا A1491 (E. coli نومۇرلاش) ئورنىغا U1491 قالدۇقلىرى بارلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بۇ ئۆزگىرىش E. cuniculi نىڭ بۇ ئاكتىپ ئورۇنغا قارىتىلغان ئانتىبىئوتىكلارغا سەزگۈر بولۇشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
V. necatrix ۋە P. locustae رىبوسومىلىرىنىڭ ئىلگىرى بېكىتىلگەن قۇرۇلمىسىدىن پەرقلىق ھالدا (ئىككى قۇرۇلما ئوخشاش مىكروسپورىدىيە ئائىلىسىدىكى Nosematidae نى ئىپادىلەيدۇ ۋە بىر-بىرىگە ئىنتايىن ئوخشايدۇ)، 31،32 E. cuniculi رىبوسومى نۇرغۇن rRNA ۋە ئاقسىل پارچىلىنىش جەريانلىرىنى باشتىن كەچۈرىدۇ. تېخىمۇ كۆپ دېناتۇراتسىيە (قوشۇمچە رەسىملەر 4-6). rRNA دا، ئەڭ كۆزگە كۆرۈنەرلىك ئۆزگىرىشلەر كۈچەيتىلگەن 25S rRNA پارچىسى ES12L نىڭ تولۇق يوقىلىشى ۋە h39، h41 ۋە H18 سىپراللىرىنىڭ قىسمەن دېگېنېراتسىيەسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ (رەسىم 1c، قوشۇمچە رەسىم 4). رىبوسوم ئاقسىللىرى ئىچىدە، ئەڭ كۆزگە كۆرۈنەرلىك ئۆزگىرىشلەر eS30 ئاقسىلىنىڭ تولۇق يوقىلىشى ۋە eL8، eL13، eL18، eL22، eL29، eL40، uS3، uS9، uS14، uS17 ۋە eS7 ئاقسىللىرىنىڭ قىسقىرىشىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ (قوشۇمچە رەسىملەر 4، 5).
شۇڭا، Encephalotozoon/Ordospora تۈرلىرىنىڭ گېنومىنىڭ ئىنتايىن ئازىيىشى ئۇلارنىڭ رىبوسوما قۇرۇلمىسىدا ئەكس ئەتتۈرۈلگەن: E. cuniculi رىبوسومى قۇرۇلما خاراكتېرىگە ئاساسەن ئېۋكارىئوت سىتوپلازمىسى رىبوسومىدا ئاقسىل مىقدارىنىڭ ئەڭ زور دەرىجىدە يوقىلىشىنى باشتىن كەچۈرىدۇ، ھەتتا ئۇلاردا پەقەت ئېۋكارىئوتلاردالا ئەمەس، بەلكى ھاياتلىقنىڭ ئۈچ ساھەسىدىمۇ كەڭ كۆلەمدە ساقلانغان rRNA ۋە ئاقسىل پارچىلىرى يوق. E. cuniculi رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسى بۇ ئۆزگىرىشلەرنىڭ تۇنجى مولېكۇلا مودېلىنى تەمىنلەيدۇ ھەمدە سېلىشتۇرما گېنوم ۋە ھۈجەيرە ئىچىدىكى بىئومولېكۇلا قۇرۇلمىسى تەتقىقاتى تەرىپىدىن نەزەردىن ساقىت قىلىنغان تەرەققىيات ۋەقەلىرىنى ئاشكارىلايدۇ (قوشۇمچە رەسىم 7). تۆۋەندە، بىز بۇ ۋەقەلەرنىڭ ھەر بىرىنى ئۇلارنىڭ تەرەققىيات كېلىپ چىقىشى ۋە رىبوسوما ئىقتىدارىغا بولغان تەسىرى بىلەن بىرلىكتە بايان قىلىمىز.
ئاندىن بىز چوڭ rRNA قىسقارتىلىشلىرىدىن باشقا، E. cuniculi رىبوسومىلىرىنىڭ ئاكتىپ ئورۇنلىرىنىڭ بىرىدە rRNA ئۆزگىرىشچانلىقى بارلىقىنى بايقىدۇق. E. cuniculi رىبوسومىنىڭ پېپتىدىل ترانسفېرازا مەركىزى باشقا ئېۋكارىئوت رىبوسومىلىرى بىلەن ئوخشاش قۇرۇلمىغا ئىگە بولسىمۇ (1d-رەسىم)، كود ئېچىش مەركىزى 1491 نۇكلېئوتىدتىكى تەرتىپ ئۆزگىرىشى سەۋەبىدىن پەرقلىنىدۇ (E. coli نومۇرلاش، 1e-رەسىم، f). بۇ كۆزىتىش مۇھىم، چۈنكى ئېۋكارىئوت رىبوسومىنىڭ كود ئېچىش ئورنى ئادەتتە باكتېرىيە تىپىدىكى A1408 ۋە G1491 غا سېلىشتۇرغاندا G1408 ۋە A1491 قالدۇقلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ ئۆزگىرىش باكتېرىيە ۋە ئېۋكارىئوت رىبوسومىلىرىنىڭ كود ئېچىش ئورنىنى نىشان قىلغان رىبوسوما ئانتىبىئوتىكلىرىنىڭ ئامىنوگلىكوزىد ئائىلىسى ۋە باشقا كىچىك مولېكۇلالارغا بولغان سەزگۈرلۈكىنىڭ ئوخشىماسلىقىنى ئاساس قىلىدۇ. E. cuniculi رىبوسومىنىڭ كود ئېچىش ئورنىدا، A1491 قالدۇقى U1491 بىلەن ئالماشتۇرۇلۇپ، بۇ ئاكتىپ ئورۇننى نىشان قىلغان كىچىك مولېكۇلالار ئۈچۈن ئۆزگىچە باغلىنىش ئېغىزىنى يارىتىشى مۇمكىن. ئوخشاش A14901 ۋارىيانتى P. loctake ۋە V. necatrix قاتارلىق باشقا مىكروسپورىدىيەلەردە مەۋجۇت بولۇپ، بۇ ئۇنىڭ مىكروسپورىدىيە تۈرلىرى ئارىسىدا كەڭ تارقالغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ (1f-رەسىم).
بىزنىڭ E. cuniculi رىبوسوم ئەۋرىشكىلىرىمىز ماددا ئالمىشىش جەھەتتىن ئاكتىپ بولمىغان سپورالاردىن ئايرىۋېلىنغانلىقى ئۈچۈن، بىز ئىلگىرى تەسۋىرلەنگەن رىبوسومنىڭ بېسىم ياكى ئاچلىق شارائىتىدا باغلىنىشى ئۈچۈن E. cuniculi نىڭ توڭلىتىش-EM خەرىتىسىنى سىناق قىلدۇق. قىشلىق ئۇيقۇ ئامىللىرى 31،32،36،37،38. بىز قىشلىق ئۇيقۇغا كەتكەن رىبوسومنىڭ ئىلگىرى بېكىتىلگەن قۇرۇلمىسىنى E. cuniculi رىبوسومىنىڭ توڭلىتىش-EM خەرىتىسىگە ماسلاشتۇردۇق. تۇتاشتۇرۇش ئۈچۈن، S. cerevisiae رىبوسوملىرى قىشلىق ئۇيقۇ ئامىلى Stm138 بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن، چېكەتكە رىبوسوملىرى Lso232 ئامىلى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن ۋە V. necatrix رىبوسوملىرى Mdf1 ۋە Mdf231 ئامىللىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، بىز توڭلىتىش-EM زىچلىقىنىڭ دەم ئېلىش ئامىلى Mdf1 گە ماس كېلىدىغانلىقىنى بايقىدۇق. Mdf1 نىڭ V. necatrix رىبوسومىغا باغلىنىشىغا ئوخشاش، Mdf1 يەنە E. cuniculi رىبوسومىغىمۇ باغلىنىدۇ، ئۇ يەردە رىبوسومنىڭ E ئورنىنى توسىدۇ، بۇ پارازىت سپورالىرى بەدەننىڭ ئاكتىپسىزلىنىشى سەۋەبىدىن ماددا ئالمىشىش ئىقتىدارىدىن ئايرىلىپ قالغاندا رىبوسوملارنىڭ ئىشلىتىلىشىگە ياردەم بېرىشى مۇمكىن (2-رەسىم).
Mdf1 رىبوسومانىڭ E ئورنىنى توسىدۇ، بۇ پارازىت سپورالىرى ماددا ئالمىشىش جەھەتتىن ئاكتىپسىزلانغاندا رىبوسومانىڭ ئاكتىپسىزلىنىشىغا ياردەم بېرىدىغاندەك قىلىدۇ. E. cuniculi رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسىدا، بىز Mdf1 نىڭ ئاقسىل سىنتېزى جەريانىدا رىبوسومادىن دېئاتسىللانغان tRNA نىڭ قويۇپ بېرىلىشىنى ئاسانلاشتۇرىدىغان رىبوسومانىڭ بىر قىسمى بولغان L1 رىبوسوما غولى بىلەن ئىلگىرى نامەلۇم بولغان بىر ئالاقە ھاسىل قىلىدىغانلىقىنى بايقىدۇق. بۇ ئالاقىلەر Mdf1 نىڭ دېئاتسىللانغان tRNA بىلەن ئوخشاش مېخانىزم ئارقىلىق رىبوسومادىن ئايرىلىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ رىبوسومانىڭ Mdf1 نى قانداق چىقىرىپ ئاقسىل سىنتېزىنى قايتا ئاكتىپلاشتۇرۇشىنىڭ مۇمكىن بولغان چۈشەندۈرۈشىنى بېرىدۇ.
قانداقلا بولمىسۇن، بىزنىڭ قۇرۇلمىسىمىز Mdf1 بىلەن L1 رىبوسوما پۇتى (ئاقسىل سىنتېزى جەريانىدا رىبوسومادىن دېئاتسىللانغان tRNA نى قويۇپ بېرىشكە ياردەم بېرىدىغان رىبوسومانىڭ قىسمى) ئوتتۇرىسىدا نامەلۇم بىر ئالاقە بارلىقىنى ئاشكارىلىدى. بولۇپمۇ، Mdf1 دېئاتسىللانغان tRNA مولېكۇلاسىنىڭ تىرناق بۆلىكى بىلەن ئوخشاش ئالاقىنى ئىشلىتىدۇ (2-رەسىم). ئىلگىرى نامەلۇم بولغان بۇ مولېكۇلا مودېلى Mdf1 نىڭ دېئاتسىللانغان tRNA بىلەن ئوخشاش مېخانىزم ئارقىلىق رىبوسومادىن ئايرىلىدىغانلىقىنى كۆرسەتتى، بۇ رىبوسومانىڭ بۇ قىشلىق ئۇيقۇ ئامىلىنى قانداق چىقىرىۋېتىپ ئاقسىل سىنتېزىنى قايتا قوزغىتىدىغانلىقىنى چۈشەندۈرىدۇ.
rRNA مودېلىنى قۇرغاندا، بىز E. cuniculi رىبوسومىنىڭ نورمالسىز قاتلانغان rRNA پارچىلىرىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى بايقىدۇق، بىز ئۇلارنى بىرىككەن rRNA دەپ ئاتايمىز (3-رەسىم). ھاياتلىقنىڭ ئۈچ دائىرىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان رىبوسومىلاردا، rRNA كۆپىنچە rRNA ئاساسلىرىنىڭ جۈپلىشىپ، بىر-بىرى بىلەن قاتلىنىدىغان ياكى رىبوسوما ئاقسىللىرى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان قۇرۇلمىلارغا قاتلىنىدۇ38،39،40. قانداقلا بولمىسۇن، E. cuniculi رىبوسومىدا، rRNAلار بەزى سىپراللىرىنى ئېچىلمىغان rRNA رايونلىرىغا ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق بۇ قاتلىنىش پىرىنسىپىنى بۇزغاندەك قىلىدۇ.
S. cerevisiae، V. necatrix ۋە E. cuniculi دىكى H18 25S rRNA سىپىرىنىڭ قۇرۇلمىسى. ئادەتتە، ئۈچ ھاياتلىق دائىرىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان رىبوسوملاردا، بۇ باغلىغۇچى 24 دىن 34 گىچە قالغان RNA سىپىرىغا ئايلىنىدۇ. مىكروسپورىدىيەدە، ئەكسىچە، بۇ rRNA باغلىغۇچىسى ئاستا-ئاستا پەقەت 12 قالغان قالغان قالغان ئىككى يەككە زەنجىرلىك ئۇرىدىنغا باي باغلىغۇچىغا ئايلىنىدۇ. بۇ قالغانلارنىڭ كۆپىنچىسى ئېرىتكۈچىلەرگە ئۇچرايدۇ. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، پارازىت مىكروسپورىدىيەلەر rRNA قاتلىنىشنىڭ ئومۇمىي پىرىنسىپلىرىغا خىلاپلىق قىلغاندەك قىلىدۇ، بۇ يەردە rRNA ئاساسلىرى ئادەتتە باشقا ئاساسلار بىلەن باغلىنىدۇ ياكى rRNA-ئاقسىل ئۆزئارا تەسىر كۆرسىتىشىگە قاتنىشىدۇ. مىكروسپورىدىيەدە، بەزى rRNA پارچىلىرى پايدىسىز قاتلىنىشقا ئېرىشىدۇ، بۇنىڭدا ئالدىنقى rRNA سىپىرى دېگۈدەك تۈز سىزىق بويىچە سوزۇلغان يەككە زەنجىرلىك پارچىغا ئايلىنىدۇ. بۇ غەلىتە رايونلارنىڭ مەۋجۇتلۇقى مىكروسپورىدىيە rRNA نىڭ ئاز ساندىكى RNA ئاساسلىرىنى ئىشلىتىپ يىراق rRNA پارچىلىرىنى باغلىشىغا يول قويىدۇ.
بۇ تەرەققىيات ئۆزگىرىشىنىڭ ئەڭ روشەن مىسالىنى H18 25S rRNA سىپىرىدا كۆرگىلى بولىدۇ (3-رەسىم). E. coli دىن ئىنسانلارغىچە بولغان تۈرلەردە، بۇ rRNA سىپىرىنىڭ ئاساسى 24-32 نۇكلېئوتىدنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇ ئازراق تەرتىپسىز سىپىرىل ھاسىل قىلىدۇ. ئىلگىرى V. necatrix ۋە P. locustae دىن بايقالغان رىبوسوما قۇرۇلمىلىرىدا،31،32 H18 سىپىرىنىڭ ئاساسى قىسمەن ئېچىۋېتىلگەن، ئەمما نۇكلېئوتىد ئاساسىنىڭ جۈپلىشىشى ساقلانغان. قانداقلا بولمىسۇن، E. cuniculi دا بۇ rRNA پارچىسى ئەڭ قىسقا باغلىغۇچىلارغا ئايلىنىدۇ 228UUUGU232 ۋە 301UUUUUUUUU307. ئادەتتىكى rRNA پارچىلىرىدىن پەرقلىق ھالدا، بۇ ئۇرىدىنغا باي باغلىغۇچىلار سىپىرىلمايدۇ ياكى رىبوسوما ئاقسىللىرى بىلەن كەڭ كۆلەمدە ئالاقىلاشمايدۇ. ئەكسىچە، ئۇلار ئېرىتكۈچى ئوچۇق ۋە تولۇق ئېچىلمىغان قۇرۇلمىلارنى قوللىنىدۇ، بۇ قۇرۇلمىلاردا rRNA زەنجىرلىرى دېگۈدەك تۈز سوزۇلىدۇ. بۇ سوزۇلغان شەكىللىنىش، E. cuniculi نىڭ H16 ۋە H18 rRNA سىپراللىرى ئارىسىدىكى 33 Å بوشلۇقنى تولدۇرۇش ئۈچۈن پەقەت 12 RNA ئاساسىنى ئىشلىتىدىغانلىقىنى، باشقا تۈرلەرنىڭ بولسا بوشلۇقنى تولدۇرۇش ئۈچۈن كەم دېگەندە ئىككى ھەسسە كۆپ rRNA ئاساسىغا ئېھتىياجلىق ئىكەنلىكىنى چۈشەندۈرىدۇ.
شۇڭا، بىز ئېنېرگىيە جەھەتتىن پايدىسىز قاتلىنىش ئارقىلىق، پارازىت مىكروسپورىدىيەلەرنىڭ ھاياتلىقنىڭ ئۈچ ساھەسىدە كەڭ كۆلەمدە ساقلىنىپ قالغان rRNA بۆلەكلىرىنى قىسقارتىش ئىستراتېگىيىسىنى تەرەققىي قىلدۇرغانلىقىنى كۆرسىتەلەيمىز. كۆرۈنۈپ تۇرۇپتىكى، rRNA سىپراللىرىنى قىسقا كۆپ-U باغلىغۇچىلارغا ئايلاندۇرىدىغان مۇتاتسىيەلەرنى توپلاش ئارقىلىق، E. cuniculi يىراق rRNA پارچىلىرىنى باغلاش ئۈچۈن ئىمكانقەدەر ئاز نۇكلېئوتىدلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغان غەلىتە rRNA پارچىلىرىنى ھاسىل قىلالايدۇ. بۇ، مىكروسپورىدىيەلەرنىڭ قۇرۇلما ۋە فۇنكسىيە پۈتۈنلۈكىنى يوقاتماي تۇرۇپ، ئۇلارنىڭ ئاساسىي مولېكۇلا قۇرۇلمىسىدا قانداق قىلىپ زور دەرىجىدە تۆۋەنلەشكە ئېرىشكەنلىكىنى چۈشەندۈرۈشكە ياردەم بېرىدۇ.
E. cuniculi rRNA نىڭ يەنە بىر غەلىتە ئالاھىدىلىكى rRNA نىڭ قېلىنلاشمىغان كۆرۈنۈشىدۇر (4-رەسىم). تومپىيىپ چىققانلار RNA سىپىرى ئىچىدە يوشۇرۇنۇشنىڭ ئورنىغا ئۇنىڭ سىرتىدا بۇرۇلۇپ چىقىدىغان ئاساس جۈپلىرى بولمىغان نۇكلېئوتىدلاردۇر. كۆپىنچە rRNA چىقىپ تۇرغان جايلىرى مولېكۇلا يېلىملىرى رولىنى ئوينايدۇ، قوشنا رىبوسوم ئاقسىللىرى ياكى باشقا rRNA پارچىلىرىنى باغلاشقا ياردەم بېرىدۇ. بەزى تومپىيىپ چىققانلار ئىلمەك رولىنى ئوينايدۇ، بۇ rRNA سىپىرىنىڭ ئۈنۈملۈك ئاقسىل سىنتېزى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى دەرىجىدە ئېگىلىپ، قاتلىنىشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ 41.
a rRNA چىقىپ تۇرغان قىسمى (S. cerevisiae نومۇرى) E. cuniculi رىبوسوما قۇرۇلمىسىدا يوق، ئەمما باشقا كۆپ قىسىم ئېۋكارىئوتلاردا مەۋجۇت b E. coli، S. cerevisiae، H. sapiens ۋە E. cuniculi ئىچكى رىبوسومىدا بار. پارازىتلاردا قەدىمكى، يۇقىرى دەرىجىدە ساقلانغان rRNA تومپىقىنىڭ كۆپىنچىسى يوق. بۇ قېلىنلىشىشلار رىبوسوما قۇرۇلمىسىنى مۇقىملاشتۇرىدۇ؛ شۇڭا، ئۇلارنىڭ مىكروسپورىدىيەدە يوقلۇقى مىكروسپورىدىيە پارازىتلىرىدا rRNA نىڭ قاتلىنىشىنىڭ مۇقىملىقىنىڭ تۆۋەنلىگەنلىكىنى كۆرسىتىدۇ. P غوللىرى (باكتېرىيەدىكى L7/L12 غوللىرى) بىلەن سېلىشتۇرۇش شۇنى كۆرسىتىدۇكى، rRNA تومپىقىنىڭ يوقىلىشى بەزىدە يوقالغان تومپىقىنىڭ يېنىدا يېڭى تومپىقىنىڭ پەيدا بولۇشى بىلەن بىر ۋاقىتتا يۈز بېرىدۇ. 23S/28S rRNA دىكى H42 سىپرالى ھاياتلىقنىڭ ئۈچ ساھەسىدە قوغدىلىشى سەۋەبىدىن كەم دېگەندە 3.5 مىليارد يىللىق دەپ مۆلچەرلەنگەن قەدىمكى تومپىقىغا (Saccharomyces cerevisiae دىكى U1206) ئىگە. مىكروسپورىدىيەدە بۇ تومپىقى يوقىتىلىدۇ. ئەمما، يوقاپ كەتكەن تومپىنىڭ يېنىدا يېڭى تومپىق پەيدا بولدى (E. cuniculi دىكى A1306).
دىققەتنى تارتىدىغىنى شۇكى، بىز E. cuniculi رىبوسومىدا باشقا تۈرلەردە ئۇچرايدىغان rRNA تومپىقىنىڭ كۆپ قىسمىنىڭ يوقلۇقىنى بايقىدۇق، بۇنىڭ ئىچىدە باشقا ئېۋكارىئوتلاردا ساقلانغان 30 دىن ئارتۇق تومپىقى بار (4a-رەسىم). بۇ يوقىتىش رىبوسوما تارماق بىرلىكلىرى بىلەن قوشنا rRNA سىپراللىرى ئوتتۇرىسىدىكى نۇرغۇن ئالاقىنى يوقىتىدۇ، بەزىدە رىبوسوما ئىچىدە چوڭ بوشلۇقلارنى ھاسىل قىلىدۇ، بۇ E. cuniculi رىبوسومىنى ئەنئەنىۋى رىبوسوملارغا سېلىشتۇرغاندا تېخىمۇ تۆشۈكلۈك قىلىدۇ (4b-رەسىم). دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى، بىز بۇ تومپىقىنىڭ كۆپىنچىسىنىڭ ئىلگىرى بايقالغان V. necatrix ۋە P. locustae رىبوسوم قۇرۇلمىلىرىدا يوقالغانلىقىنى بايقىدۇق، بۇلار ئىلگىرىكى قۇرۇلما ئانالىزلىرىدا نەزەردىن ساقىت قىلىنغان31،32.
بەزىدە rRNA نىڭ يوقىلىشى بىلەن بىللە يوقىلىپ قالغان يوقىلىشنىڭ يېنىدا يېڭى يوقىلىشلار پەيدا بولىدۇ. مەسىلەن، رىبوسوما P- غولىدا E. coli دىن ئىنسانلارغا يېتىپ كەلگەن U1208 يوقىلىشى (Saccharomyces cerevisiae دا) بار، شۇڭا ئۇنىڭ يېشى 3 مىليارد 500 مىليون يىل دەپ مۆلچەرلىنىدۇ. ئاقسىل سىنتېزى جەريانىدا، بۇ يوقىلىش P غولىنىڭ ئوچۇق ۋە يېپىق شەكىللىنىشلەر ئارىسىدا يۆتكىلىشىگە ياردەم بېرىدۇ، شۇڭا رىبوسوما تەرجىمە ئامىللىرىنى توپلاپ، ئۇلارنى ئاكتىپ ئورۇنغا يەتكۈزەلەيدۇ. E. cuniculi رىبوسومىدا بۇ قېلىنلىشىش يوق؛ قانداقلا بولمىسۇن، پەقەت ئۈچ ئاساس جۈپلىرىدە جايلاشقان يېڭى قېلىنلىشىش (G883) P غولىنىڭ ئەڭ ياخشى ئەۋرىشىمچانلىقىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈشكە تۆھپە قوشالايدۇ (4c-رەسىم).
تومپىيىپ كەتمىگەن rRNA ھەققىدىكى سانلىق مەلۇماتلىرىمىز rRNA نىڭ ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈشى پەقەت رىبوسوما يۈزىدىكى rRNA ئېلېمېنتلىرىنىڭ يوقىلىشى بىلەنلا چەكلىنىپ قالمايدىغانلىقىنى، بەلكى رىبوسوما يادروسىنىمۇ ئۆز ئىچىگە ئېلىپ، ئەركىن ياشايدىغان ھۈجەيرىلەردە تەسۋىرلەنمىگەن پارازىتقا خاس مولېكۇلا كەمتۈكلۈكىنى پەيدا قىلىشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. جانلىق تۈرلەر كۆزىتىلدى.
كانونلۇق رىبوسوما ئاقسىللىرى ۋە rRNA نى مودېللاشتۇرغاندىن كېيىن، بىز ئادەتتىكى رىبوسوما تەركىبلىرىنىڭ كرىئو-EM رەسىمىنىڭ ئۈچ قىسمىنى چۈشەندۈرۈپ بېرەلمەيدىغانلىقىنى بايقىدۇق. بۇ پارچىلارنىڭ ئىككىسى كىچىك مولېكۇلا (5-رەسىم، قوشۇمچە 8-رەسىم). بىرىنچى بۆلەك رىبوسوما ئاقسىللىرى uL15 ۋە eL18 ئارىسىغا قىسىلىپ، ئادەتتە eL18 نىڭ C ئۇچىنى ئىگىلەيدۇ، بۇ ئۇچى E. cuniculi دا قىسقارتىلىدۇ. بۇ مولېكۇلانىڭ كىملىكىنى ئېنىقلىيالمىساقمۇ، بۇ زىچلىق ئارىلىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى ۋە شەكلى سپېرمىدىن مولېكۇلاسىنىڭ مەۋجۇتلۇقى بىلەن ياخشى چۈشەندۈرۈلىدۇ. ئۇنىڭ رىبوسوما بىلەن باغلىنىشى uL15 ئاقسىللىرىدىكى (Asp51 ۋە Arg56) مىكروسپورىدىيەگە خاس مۇتاتسىيەلەر ئارقىلىق مۇقىملىشىدۇ، بۇ مۇتاتسىيەلەر uL15 نىڭ كىچىك مولېكۇلانى رىبوسوما قۇرۇلمىسىغا ئوراپ قويۇشىغا يول قويغانلىقتىن، رىبوسومانىڭ بۇ كىچىك مولېكۇلاغا بولغان يېقىنلىقىنى ئاشۇرىدىغاندەك قىلىدۇ. قوشۇمچە 2-رەسىم). 8، قوشۇمچە سانلىق مەلۇماتلار 1، 2).
Cryo-EM رەسىملىرى E. cuniculi رىبوسومىسىغا باغلىنىدىغان رىبوزا سىرتىدا نۇكلېئوتىدلارنىڭ بارلىقىنى كۆرسىتىدۇ. E. cuniculi رىبوسومىسىدا، بۇ نۇكلېئوتىد باشقا كۆپىنچە ئېۋكارىئوت رىبوسومىدىكى 25S rRNA A3186 نۇكلېئوتىدى (Saccharomyces cerevisiae نۇمۇرلاش) بىلەن ئوخشاش ئورۇندا تۇرىدۇ. b E. cuniculi نىڭ رىبوسوما قۇرۇلمىسىدا، بۇ نۇكلېئوتىد رىبوسوما ئاقسىللىرى uL9 ۋە eL20 ئارىسىدا بولۇپ، بۇ ئىككى ئاقسىل ئوتتۇرىسىدىكى ئالاقىنى مۇقىملاشتۇرىدۇ. cd مىكروسپورىدىيە تۈرلىرى ئارىسىدا eL20 تەرتىپىنى ساقلاش ئانالىزى. Microsporidia تۈرلىرىنىڭ فىلوگېنېتىك دەرىخى (c) ۋە eL20 ئاقسىلىنىڭ كۆپ تەرتىپلىك ماسلىشىشى (d) نۇكلېئوتىد باغلىنىش قالدۇقلىرى F170 ۋە K172 نىڭ كۆپىنچە تىپىك مىكروسپورىدىيەلەردە ساقلانغانلىقىنى، S. lophii دىن باشقا، ES39L rRNA كېڭەيتىلمىسىنى ساقلاپ قالغان دەسلەپكى تارماقلىنىدىغان مىكروسپورىدىيەلەردىن باشقا، پەقەت ES39L rRNA كېڭەيتىلمىسىنى ساقلاپ قالغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. e بۇ رەسىمدە F170 ۋە K172 نۇكلېئوتىد باغلىنىش قالدۇقلىرىنىڭ پەقەت يۇقىرى دەرىجىدە ئازايتىلغان مىكروسپورىدىيە گېنومىنىڭ eL20 دا مەۋجۇت ئىكەنلىكى، ئەمما باشقا ئېۋكارىئوتلاردا مەۋجۇت ئەمەسلىكى كۆرسىتىلدى. ئومۇمەن قىلىپ ئېيتقاندا، بۇ سانلىق مەلۇماتلار مىكروسپورىدىيە رىبوسومىلىرىنىڭ AMP مولېكۇلاسىغا باغلىنىدىغان ۋە ئۇلارنى رىبوسوم قۇرۇلمىسىدىكى ئاقسىل-ئاقسىل ئۆزئارا تەسىرىنى مۇقىملاشتۇرۇش ئۈچۈن ئىشلىتىدىغان نۇكلېئوتىد باغلىنىش ئورنى تەرەققىي قىلغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بۇ باغلىنىش ئورنىنىڭ مىكروسپورىدىيەدە يۇقىرى دەرىجىدە ساقلىنىشى ۋە باشقا ئېۋكارىئوتلاردا يوقلۇقى، بۇ ئورۇننىڭ مىكروسپورىدىيە ئۈچۈن تاللاشچان ياشاش ئەۋزەللىكى بىلەن تەمىنلىشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. شۇڭا، مىكروسپورىدىيە رىبوسومىدىكى نۇكلېئوتىد باغلىنىش خالتىسى ئىلگىرى تەسۋىرلەنگەندەك rRNA پارچىلىنىشىنىڭ چېكىنىش ئالاھىدىلىكى ياكى ئاخىرقى شەكلى ئەمەس، بەلكى مىكروسپورىدىيە رىبوسومىنىڭ كىچىك مولېكۇلالارغا بىۋاسىتە باغلىنىشىغا يول قويىدىغان پايدىلىق تەرەققىيات يېڭىلىقى بولۇپ، ئۇلارنى مولېكۇلا قۇرۇلۇش ماتېرىيالى سۈپىتىدە ئىشلىتىدۇ. بۇ بايقاش مىكروسپورىدىيە رىبوسومىنى قۇرۇلما قۇرۇلۇش ماتېرىيالى سۈپىتىدە يەككە نۇكلېئوتىدنى ئىشلىتىدىغان بىردىنبىر رىبوسومغا ئايلاندۇرىدۇ. f نۇكلېئوتىد باغلىنىشىدىن كېلىپ چىققان پەرەز قىلىنىدىغان تەرەققىيات يولى.
ئىككىنچى تۆۋەن مولېكۇلا زىچلىقى رىبوسوما ئاقسىللىرى uL9 ۋە eL30 نىڭ چېگرىسىغا جايلاشقان (5a-رەسىم). بۇ چېگرىسى ئىلگىرى Saccharomyces cerevisiae رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسىدا rRNA A3186 (ES39L rRNA كېڭەيتىلمىسىنىڭ بىر قىسمى) نىڭ 25S نۇكلېئوتىدىنىڭ باغلىنىش ئورنى سۈپىتىدە تەسۋىرلەنگەن38. بۇزۇلۇشچان P. locustae ES39L رىبوسومىدا، بۇ چېگرىسى نامەلۇم يەككە نۇكلېئوتىد 31 بىلەن باغلىنىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى، ھەمدە بۇ نۇكلېئوتىدنىڭ rRNA نىڭ قىسقارتىلغان ئاخىرقى شەكلى ئىكەنلىكى، بۇنىڭدا rRNA نىڭ ئۇزۇنلۇقى ~130-230 ئاساس ئىكەنلىكى پەرەز قىلىنىدۇ. ES39L يەككە نۇكلېئوتىد 32.43 گە قىسقارتىلىدۇ. بىزنىڭ توڭلىتىش-EM رەسىملىرىمىز زىچلىقنى نۇكلېئوتىدلار بىلەن چۈشەندۈرۈشكە بولىدىغانلىقى توغرىسىدىكى قاراشنى قوللايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، قۇرۇلمىسىمىزنىڭ يۇقىرى ئېنىقلىقى بۇ نۇكلېئوتىدنىڭ رىبوسوما سىرتىدىكى مولېكۇلا، ئېھتىمال AMP ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى (5a-رەسىم، b).
ئاندىن بىز نۇكلېئوتىد باغلىنىش ئورنىنىڭ E. cuniculi رىبوسومىسىدا پەيدا بولغان-بولمىغانلىقىنى ياكى ئىلگىرى مەۋجۇت بولغان-بولمىغانلىقىنى سورىدۇق. نۇكلېئوتىد باغلىنىشى ئاساسلىقى eL30 رىبوسوما ئاقسىلىدىكى Phe170 ۋە Lys172 قالدۇقلىرى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشىدىغانلىقى ئۈچۈن، بىز بۇ قالدۇقلارنىڭ 4396 ۋەكىللىك ئېۋكارىئوتتا ساقلىنىشىنى باھالىدۇق. يۇقىرىدىكى uL15 غا ئوخشاش، بىز Phe170 ۋە Lys172 قالدۇقلىرىنىڭ پەقەت تىپىك Microsporidia دا يۇقىرى دەرىجىدە ساقلانغانلىقىنى، ئەمما باشقا ئېۋكارىئوتلاردا، مەسىلەن، ES39L rRNA پارچىسى ئازايتىلمىغان Amphiamblys دا يوقلۇقىنى بايقىدۇق 44، 45، 46 (5c-رەسىم). -e).
بۇ سانلىق مەلۇماتلارنى بىرلەشتۈرۈپ ئېيتقاندا، E. cuniculi ۋە باشقا كانونىك مىكروسپورىدىيەلەرنىڭ رىبوسوما قۇرۇلمىسىدىكى كۆپ مىقداردىكى كىچىك مېتابولىتلارنى ئۈنۈملۈك تۇتۇش ئىقتىدارىنى تەرەققىي قىلدۇرۇپ، rRNA ۋە ئاقسىل سەۋىيەسىنىڭ تۆۋەنلىشىنى تولۇقلىغانلىقى توغرىسىدىكى قاراشنى قوللايدۇ. بۇنى قىلىش ئارقىلىق، ئۇلار رىبوسوما سىرتىدىكى نۇكلېئوتىدلارنى باغلاش ئىقتىدارىغا ئىگە بولۇپ، پارازىت مولېكۇلا قۇرۇلمىلىرىنىڭ كۆپ مىقداردىكى كىچىك مېتابولىتلارنى تۇتۇش ۋە ئۇلارنى پارچىلانغان RNA ۋە ئاقسىل پارچىلىرىنىڭ قۇرۇلمىلىق تەقلىدلىرى سۈپىتىدە ئىشلىتىش ئارقىلىق تولۇقلايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
بىزنىڭ كرىئو-EM خەرىتىمىزنىڭ ئۈچىنچى سىمۇلياتسىيە قىلىنمىغان قىسمى، چوڭ رىبوسوما تارماق بىرلىكىدىن تېپىلغان. خەرىتىمىزنىڭ نىسبەتەن يۇقىرى ئېنىقلىقى (2.6 Å) بۇ زىچلىقنىڭ چوڭ يان زەنجىر قالدۇقلىرىنىڭ ئۆزگىچە بىرىكمىسىگە ئىگە ئاقسىللارغا تەۋە ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ بىزگە بۇ زىچلىقنى ئىلگىرى نامەلۇم بولغان رىبوسوما ئاقسىلى دەپ ئېنىقلاشقا يول قويدى، بىز ئۇنى msL2 (Microsporidia-specific protein L2) دەپ ئاتىدۇق (ئۇسۇللار، 6-رەسىم). بىزنىڭ گومولوگىيە ئىزدەشىمىز msL2 نىڭ Encephaliter ۋە Orosporidium ئۇرۇقداشلىرىنىڭ Microsporidia قاتلىمىدا ساقلانغانلىقىنى، ئەمما باشقا تۈرلەردە، شۇ جۈملىدىن باشقا Microsporidia دا يوقلۇقىنى كۆرسەتتى. رىبوسوما قۇرۇلمىسىدا، msL2 كېڭەيتىلگەن ES31L rRNA نىڭ يوقىلىشىدىن ھاسىل بولغان بوشلۇقنى ئىگىلەيدۇ. بۇ بوشلۇقتا، msL2 rRNA نىڭ قاتلىنىشىنى مۇقىملاشتۇرۇشقا ياردەم بېرىدۇ ۋە ES31L نىڭ يوقىلىشىنى تولۇقلىيالايدۇ (6-رەسىم).
a E. cuniculi رىبوسومىدا بايقالغان مىكروسپورىدىيەگە خاس رىبوسوما ئاقسىلى msL2 نىڭ ئېلېكترون زىچلىقى ۋە مودېلى. b Saccharomyces cerevisiae نىڭ 80S رىبوسومىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان كۆپىنچە ئېۋكارىئوت رىبوسومىدا، كۆپىنچە مىكروسپورىدىيە تۈرلىرىدە ES19L rRNA كۈچەيتىلىشى يوقالغان. V. necatrix microsporidia رىبوسومىنىڭ ئىلگىرى بېكىتىلگەن قۇرۇلمىسى، بۇ پارازىتلاردا ES19L نىڭ يوقىلىشىنىڭ يېڭى msL1 رىبوسوما ئاقسىلىنىڭ تەرەققىياتى بىلەن تولۇقلىنىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بۇ تەتقىقاتتا، بىز E. cuniculi رىبوسومىنىڭ ES19L نىڭ يوقىلىشىنىڭ كۆرۈنۈشلۈك تولۇقلىمىسى سۈپىتىدە قوشۇمچە رىبوسوما RNA تەقلىد ئاقسىلىنى تەرەققىي قىلدۇرغانلىقىنى بايقىدۇق. قانداقلا بولمىسۇن، msL2 (ھازىر پەرەز قىلىنغان ECU06_1135 ئاقسىلى دەپ ئاتىلىدۇ) ۋە msL1 نىڭ قۇرۇلما ۋە تەرەققىيات كېلىپ چىقىشى ئوخشىمايدۇ. c بۇ بايقاش، تەرەققىيات جەھەتتىن مۇناسىۋەتسىز msL1 ۋە msL2 رىبوسوما ئاقسىللىرىنىڭ پەيدا بولۇشىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، ئەگەر رىبوسوملار ئۆزلىرىنىڭ rRNA سىدا زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنى توپلىسا، ئۇلار يېقىن مۇناسىۋەتتىكى تۈرلەرنىڭ كىچىك بىر قىسمىدىمۇ مىسلى كۆرۈلمىگەن دەرىجىدە تەركىب كۆپ خىللىقىغا ئېرىشەلەيدۇ. بۇ بايقاش مىتوخوندىرىيە رىبوسومىنىڭ كېلىپ چىقىشى ۋە تەرەققىياتىنى ئايدىڭلاشتۇرۇشقا ياردەم بېرەلەيدۇ، بۇ مىتوخوندىرىيە رىبوسومىنىڭ كېلىپ چىقىشى ۋە تەرەققىياتىنى ئايدىڭلاشتۇرۇشقا ياردەم بېرەلەيدۇ، بۇ مىتوخوندىرىيە رىبوسومانىڭ rRNA نىڭ يۇقىرى دەرىجىدە تۆۋەنلىشى ۋە تۈرلەر ئارا ئاقسىل تەركىبىدىكى نورمالسىز ئۆزگىرىشچانلىقى بىلەن داڭلىق.
ئاندىن بىز msL2 ئاقسىلىنى ئىلگىرى تەسۋىرلەنگەن msL1 ئاقسىلى بىلەن سېلىشتۇردۇق، بۇ ئاقسىل V. necatrix رىبوسومىسىدا بايقالغان بىردىنبىر مىكروسپورىدىيەگە خاس رىبوسوم ئاقسىلى. بىز msL1 ۋە msL2 نىڭ تەدرىجىي تەرەققىيات جەھەتتىن مۇناسىۋەتلىك ياكى ئەمەسلىكىنى سىناق قىلماقچى بولدۇق. بىزنىڭ تەھلىلىمىز msL1 ۋە msL2 نىڭ رىبوسوم قۇرۇلمىسىدا ئوخشاش بوشلۇقنى ئىگىلەيدىغانلىقىنى، ئەمما ئايرىم بىرلىك ۋە ئۈچىنچىلىك قۇرۇلمىسىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى، بۇ ئۇلارنىڭ مۇستەقىل تەدرىجىي تەرەققىيات مەنبەسىنى كۆرسىتىدۇ (رەسىم 6). شۇڭا، بىزنىڭ msL2 نى بايقىشىمىز زىچ ئېۋكارىئوت تۈرلىرى گۇرۇپپىسىنىڭ rRNA پارچىلىرىنىڭ يوقىلىشىنى تولۇقلاش ئۈچۈن قۇرۇلمىلىق جەھەتتىن پەرقلىق رىبوسوم ئاقسىللىرىنى مۇستەقىل تەرەققىي قىلدۇرالايدىغانلىقىغا دەلىل كەلتۈردى. بۇ بايقاش كۆپىنچە سىتوپلازما ئېۋكارىئوت رىبوسومىدا ئۆزگەرمەس ئاقسىل بار، بۇنىڭ ئىچىدە 81 رىبوسوم ئاقسىلى بار. كېڭەيتىلگەن rRNA بۆلەكلىرىنىڭ يوقىلىشىغا جاۋابەن ھەر خىل مىكروسپورىدىيەلەردە msL1 ۋە msL2 نىڭ پەيدا بولۇشى، پارازىتنىڭ مولېكۇلا قۇرۇلمىسىنىڭ بۇزۇلۇشى پارازىتلارنىڭ تولۇقلاش مۇتاتسىيەسىنى ئىزدەيدىغانلىقىنى، ئاخىرىدا ئۇلارنىڭ ئوخشىمىغان پارازىت توپلىرىدا پەيدا بولۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
ئاخىرىدا، مودېلىمىز تاماملانغاندىن كېيىن، بىز E. cuniculi رىبوسومىنىڭ تەركىبىنى گېنوم تەرتىپىدىن مۆلچەرلەنگەن تەركىب بىلەن سېلىشتۇردۇق. ئىلگىرى eL14، eL38، eL41 ۋە eS30 قاتارلىق بىر قىسىم رىبوسوما ئاقسىللىرىنىڭ E. cuniculi گېنومىدىن گومولوگلىرىنىڭ يوقلۇقى سەۋەبىدىن E. cuniculi گېنومىدىن يوق دەپ قارالغان. نۇرغۇن رىبوسوما ئاقسىللىرىنىڭ يوقىلىشى باشقا كۆپ قىسىم يۇقىرى دەرىجىدە ئازايتىلغان ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىتلار ۋە ئېندوسىمبىئونتلاردا مۆلچەرلەنگەن. مەسىلەن، كۆپىنچە ئەركىن ياشايدىغان باكتېرىيەلەردە 54 رىبوسوما ئاقسىلىدىن تەركىب تاپقان ئوخشاش ئائىلە بولسىمۇ، بۇ ئاقسىل ئائىلىلىرىنىڭ پەقەت 11 ىدەلا ساھىبجامال چەكلىگەن باكتېرىيەلەرنىڭ ھەر بىر ئانالىز قىلىنغان گېنومىدا بايقىغىلى بولىدىغان گومولوگلار بار. بۇ قاراشنى قوللاش ئۈچۈن، eL38 ۋە eL4131,32 ئاقسىللىرى يوق بولغان V. necatrix ۋە P. locustae microsporidia دا تەجرىبە ئارقىلىق رىبوسوما ئاقسىللىرىنىڭ يوقىلىشى كۆزىتىلدى.
قانداقلا بولمىسۇن، بىزنىڭ قۇرۇلمىلىرىمىز E. cuniculi رىبوسومىدا پەقەت eL38، eL41 ۋە eS30 نىڭلا يوقاپ كەتكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. eL14 ئاقسىلى ساقلىنىپ قالغان بولۇپ، بىزنىڭ قۇرۇلمىمىز بۇ ئاقسىلنىڭ نېمىشقا گومولوگىيە ئىزدەشتە تېپىلمىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بەردى (7-رەسىم). E. cuniculi رىبوسومىدا، eL14 باغلىنىش ئورنىنىڭ كۆپ قىسمى rRNA كۈچەيتىلگەن ES39L نىڭ پارچىلىنىشى سەۋەبىدىن يوقاپ كېتىدۇ. ES39L بولمىغاندا، eL14 ئىككىنچى دەرىجىلىك قۇرۇلمىسىنىڭ كۆپ قىسمىنى يوقاتقان، ھەمدە eL14 تىزىملىكىنىڭ پەقەت %18 ى E. cuniculi ۋە S. cerevisiae دا ئوخشاش بولغان. بۇ ناچار تىزىملىكنىڭ ساقلىنىشى دىققەتكە سازاۋەر، چۈنكى 1.5 مىليارد يىل پەرق بىلەن تەرەققىي قىلغان ئورگانىزملار بولغان Saccharomyces cerevisiae ۋە Homo sapiens قاتارلىقلارمۇ eL14 دىكى ئوخشاش قالدۇقلارنىڭ %51 تىن كۆپرەكىنى ئىگىلەيدۇ. بۇ خىل نورمالسىز قوغداشنىڭ يوقىلىشى E. cuniculi eL14 نىڭ نېمە ئۈچۈن ھازىر eL1427 رىبوسوم ئاقسىلى ئەمەس، بەلكى پەرەز قىلىنغان M970_061160 ئاقسىلى دەپ ئاتىلىشىنى چۈشەندۈرىدۇ.
ۋە Microsporidia رىبوسومىسى ES39L rRNA كېڭەيتىلمىسىنى يوقاتتى، بۇ eL14 رىبوسوما ئاقسىلىنىڭ باغلىنىش ئورنىنى قىسمەن يوقاتتى. ES39L بولمىغاندا، eL14 مىكروسپورا ئاقسىلى ئىككىنچى دەرىجىلىك قۇرۇلمىنى يوقاتتى، بۇنىڭدا ئالدىنقى rRNA باغلىنىشلىق α-سپېرمالى ئەڭ كىچىك ئۇزۇنلۇقتىكى ھالقىغا ئۆزگىرىدۇ. b كۆپ خىل تەرتىپ ماسلىشىشى eL14 ئاقسىلىنىڭ ئېۋكارىئوت تۈرلىرىدە يۇقىرى دەرىجىدە ساقلانغانلىقىنى (خېمىرتۇرۇچ ۋە ئىنسان گومولوگلىرى ئوتتۇرىسىدىكى تەرتىپ ئوخشاشلىقى %57)، ئەمما مىكروسپورىدىيەلەردە ناچار ساقلانغانلىقىنى ۋە پەرقلەنگەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ (بۇنىڭدا قالغانلارنىڭ %24 تىن ئېشىپ كەتمەسلىكى eL14 گومولوگى بىلەن ئوخشاش). S. cerevisiae ياكى H. sapiens دىن). بۇ ناچار تەرتىپ ساقلىنىشى ۋە ئىككىنچى دەرىجىلىك قۇرۇلما ئۆزگىرىشچانلىقى eL14 گومولوگىنىڭ نېمىشقا E. cuniculi دا تېپىلمىغانلىقىنى ۋە بۇ ئاقسىلنىڭ نېمىشقا E. cuniculi دا يوقاپ كەتكەنلىكىنى چۈشەندۈرىدۇ. بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا، E. cuniculi eL14 ئىلگىرى پەرەز قىلىنغان M970_061160 ئاقسىلى دەپ ئىزاھات بېرىلگەن. بۇ كۆزىتىش مىكروسپورىدىيە گېنومىنىڭ كۆپ خىللىقىنىڭ ھازىر بەك يۇقىرى باھالانغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ: ھازىر مىكروسپورىدىيەدە يوقاپ كەتكەن دەپ قارالغان بەزى گېنلار ئەمەلىيەتتە ساقلىنىپ قالغان، گەرچە يۇقىرى دەرىجىدە پەرقلەنگەن شەكىلدە بولسىمۇ؛ ئەكسىچە، بەزىلىرىنىڭ قۇرتقا خاس ئاقسىللارنىڭ مىكروسپورىدىيە گېنلىرىنى كودلايدىغانلىقى (مەسىلەن، پەرەز قىلىنغان M970_061160 ئاقسىلى) ئەمەلىيەتتە باشقا ئېۋكارىئوتلاردا بايقالغان ناھايىتى كۆپ خىل ئاقسىللارنى كودلايدۇ.
بۇ بايقاش، rRNA نىڭ دېناتۇراتسىيەسىنىڭ قوشنا رىبوسوم ئاقسىللىرىدىكى تەرتىپنىڭ ساقلىنىشىنىڭ زور دەرىجىدە يوقىلىشىغا ئېلىپ كېلىپ، بۇ ئاقسىللارنى گومولوگىيە ئىزدەشتە بايقالمايدىغان قىلىپ قويىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. شۇڭا، بىز كىچىك گېنوم ئورگانىزملىرىدىكى مولېكۇلا پارچىلىنىشنىڭ ئەمەلىي دەرىجىسىنى ئارتۇقچە مۆلچەرلىشىمىز مۇمكىن، چۈنكى يوقالغان دەپ قارالغان بەزى ئاقسىللار ئەمەلىيەتتە ئۆزگەرگەن شەكىلدە بولسىمۇ، مەۋجۇت بولۇپ تۇرىدۇ.
پارازىتلار گېنومنىڭ ئىنتايىن ئازىيىشى شارائىتىدا مولېكۇلا ماشىنىلىرىنىڭ ئىقتىدارىنى قانداق ساقلاپ قالالايدۇ؟ بىزنىڭ تەتقىقاتىمىز بۇ سوئالغا ئەڭ كىچىك ئېۋكارىئوت گېنوملىرىنىڭ بىرىگە ئىگە بولغان E. cuniculi نىڭ مۇرەككەپ مولېكۇلا قۇرۇلمىسىنى (رىبوسوما) تەسۋىرلەش ئارقىلىق جاۋاب بېرىدۇ.
مىكروب پارازىتلىرىدىكى ئاقسىل ۋە RNA مولېكۇلالىرىنىڭ ئەركىن ياشايدىغان تۈرلەردىكى گومولوگ مولېكۇلالىرىدىن پەرقلىنىدىغانلىقى، ئۇلارنىڭ سۈپەت كونترول مەركىزى يوقلۇقى، ئەركىن ياشايدىغان مىكروبلاردا چوڭلۇقىنىڭ %50 گىچە كىچىكلەيدىغانلىقى قاتارلىق سەۋەبلەر تۈپەيلىدىن كۆپىنچە پەرقلىنىدىغانلىقى ئىككى ئون يىلدىن بۇيان مەلۇم بولۇپ كەلگەن. بۇ نۇرغۇن ئاجىزلاشتۇرغۇچى مۇتاتسىيەلەر قاتلىنىش ۋە ئىقتىدارغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. مەسىلەن، كىچىك گېنوم ئورگانىزملىرىنىڭ رىبوسومىدا، نۇرغۇن ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىتلار ۋە ئېندوسىمبىئونتلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغاندا، ئەركىن ياشايدىغان تۈرلەرگە سېلىشتۇرغاندا بىر قانچە رىبوسوم ئاقسىلى ۋە ئۈچتىن بىر قىسىم rRNA نۇكلېئوتىدلىرى كەمچىل بولۇشى مۇمكىن 27، 29، 30، 49. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ مولېكۇلالارنىڭ پارازىتلاردا قانداق ئىشلەيدىغانلىقى ئاساسەن سىر بولۇپ، ئاساسلىقى سېلىشتۇرما گېنومىك ئارقىلىق تەتقىق قىلىنىدۇ.
بىزنىڭ تەتقىقاتىمىز شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، ماكرومولېكۇلالارنىڭ قۇرۇلمىسى ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىتلار ۋە باشقا ساھىبخان تەرىپىدىن چەكلەنگەن ئورگانىزملارنىڭ ئەنئەنىۋى سېلىشتۇرما گېنوم تەتقىقاتىدىن ئايرىۋېلىش تەس بولغان نۇرغۇن تەرەققىيات جەھەتلىرىنى ئاشكارىلىيالايدۇ (قوشۇمچە رەسىم 7). مەسىلەن، eL14 ئاقسىلىنىڭ مىسالى پارازىت تۈرلىرىدىكى مولېكۇلا ئاپپاراتىنىڭ ئەمەلىي پارچىلىنىش دەرىجىسىنى ئاشۇرۇپ باھالىيالايمىز. ئېنسېفالىت پارازىتلىرىنىڭ ھازىر يۈزلىگەن مىكروسپورىدىيەگە خاس گېنلىرى بار دەپ قارىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بىزنىڭ نەتىجىلىرىمىز شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، بۇ ئالاھىدە كۆرۈنگەن بەزى گېنلار ئەمەلىيەتتە باشقا ئېۋكارىئوتلاردا كۆپ ئۇچرايدىغان گېنلارنىڭ پۈتۈنلەي ئوخشىمايدىغان ۋارىئانتلىرى. ئۇنىڭدىن باشقا، msL2 ئاقسىلىنىڭ مىسالى بىزنىڭ يېڭى رىبوسوم ئاقسىللىرىنى قانداق قىلىپ نەزەردىن ساقىت قىلىپ، پارازىت مولېكۇلا ماشىنىلىرىنىڭ مەزمۇنىنى قانداق قىلىپ كەمسىتىدىغانلىقىمىزنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. كىچىك مولېكۇلا مىسالى پارازىت مولېكۇلا قۇرۇلمىسىدىكى ئەڭ ئەقىللىق يېڭىلىقلارنى قانداق قىلىپ نەزەردىن ساقىت قىلالايدىغانلىقىمىزنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ ئۇلارغا يېڭى بىئولوگىيىلىك پائالىيەت بېرەلەيدۇ.
بۇ نەتىجىلەرنى بىرلەشتۈرۈپ ئېيتقاندا، ساھىبخان چەكلەنگەن ئورگانىزملارنىڭ مولېكۇلا قۇرۇلمىسى بىلەن ئەركىن ياشايدىغان ئورگانىزملارنىڭ مولېكۇلا قۇرۇلمىسى ئوتتۇرىسىدىكى پەرقنى چۈشىنىشىمىزنى ياخشىلايدۇ. بىز ئۇزۇندىن بۇيان ئازايتىلغان، چېكىنىدىغان ۋە ھەر خىل ئاجىزلاشتۇرغۇچى مۇتاتسىيەلەرگە ئۇچرىغان دەپ قارالغان مولېكۇلا ماشىنىلىرىنىڭ ئەكسىچە سىستېمىلىق ھالدا نەزەردىن ساقىت قىلىنغان بىر قاتار غەلىتە قۇرۇلما ئالاھىدىلىكلىرىگە ئىگە ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بەردۇق.
يەنە بىر تەرەپتىن، E. cuniculi رىبوسومىدا بايقالغان چوڭ بولمىغان rRNA پارچىلىرى ۋە بىرىككەن پارچىلار، گېنومنىڭ ئازىيىشىنىڭ ھەتتا ھاياتلىقنىڭ ئۈچ ساھەسىدە ساقلىنىپ قالغان ئاساسىي مولېكۇلا مېخانىزمىنىڭ قىسىملىرىنىمۇ ئۆزگەرتەلەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ - تۈرلەرنىڭ مۇستەقىل تەرەققىياتى تەخمىنەن 3 مىليارد 500 مىليون يىلدىن كېيىن.
E. cuniculi رىبوسومىدىكى تومپىيىپ چىقمىغان ۋە بىرىككەن rRNA پارچىلىرى، ئىلگىرىكى ئېندوسىمبىئوتىك باكتېرىيەلەردىكى RNA مولېكۇلاسى تەتقىقاتى نۇقتىسىدىن ئالاھىدە قىزىقىش قوزغىدى. مەسىلەن، Buchnera aphidicola نىڭ ئېندوسىمبىئونىدا، rRNA ۋە tRNA مولېكۇلالىرىنىڭ A+T تەركىبىنىڭ ئۆزگىرىشچانلىقى ۋە كانونلۇق بولمىغان ئاساس جۈپلىرىنىڭ نىسبىتىنىڭ يۇقىرى بولۇشى سەۋەبىدىن تېمپېراتۇرىغا سەزگۈر قۇرۇلمىغا ئىگە ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى20،50. RNA دىكى بۇ ئۆزگىرىشلەر، شۇنداقلا ئاقسىل مولېكۇلاسىدىكى ئۆزگىرىشلەر، ھازىر ئېندوسىمبىئونلارنىڭ ھەمراھلارغا ئارتۇقچە تايىنىشى ۋە ئېندوسىمبىئونلارنىڭ ئىسسىقلىقنى يەتكۈزەلمەسلىكىنىڭ سەۋەبى دەپ قارىلىدۇ21،23. پارازىت مىكروسپورىدىيە rRNA نىڭ قۇرۇلمىسىدا پەرقلىق ئۆزگىرىشلەر بولسىمۇ، بۇ ئۆزگىرىشلەرنىڭ خاراكتېرى، گېنومىنىڭ تۆۋەنلىشىگە ئۇچرىغان ئورگانىزملاردىكى RNA مولېكۇلالىرىنىڭ ئورتاق ئالاھىدىلىكى بولغان ئىسسىقلىق مۇقىملىقىنىڭ تۆۋەنلىشى ۋە چاپېرون ئاقسىللىرىغا يۇقىرى تايىنىش بولۇشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
يەنە بىر تەرەپتىن، بىزنىڭ قۇرۇلمىلىرىمىز پارازىت مىكروسپورىدىيەلىرىنىڭ كەڭ كۆلەمدە ساقلانغان rRNA ۋە ئاقسىل پارچىلىرىغا قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنىڭ تەرەققىي قىلغانلىقىنى، مول ۋە ئاسان قولغا كېلىدىغان كىچىك مېتابولىتلارنى چېكىنىشلىك rRNA ۋە ئاقسىل پارچىلىرىنىڭ قۇرۇلمىلىق تەقلىدلىرى سۈپىتىدە ئىشلىتىش ئىقتىدارىنى تەرەققىي قىلدۇرغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. مولېكۇلا قۇرۇلمىسىنىڭ بۇزۇلۇشى. بۇ قاراشنى E. cuniculi نىڭ rRNA ۋە رىبوسومىدىكى ئاقسىل پارچىلىرىنىڭ يوقىلىشىنى تولۇقلايدىغان كىچىك مولېكۇلالارنىڭ uL15 ۋە eL30 ئاقسىللىرىدىكى مىكروسپورىدىيەگە خاس قالدۇقلارغا باغلىنىشى قوللايدۇ. بۇ، كىچىك مولېكۇلالارنىڭ رىبوسوملارغا باغلىنىشىنىڭ ئاكتىپ تاللاشنىڭ مەھسۇلى بولۇشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ يەردە رىبوسوم ئاقسىللىرىدىكى مىكروسپورىدىيەگە خاس مۇتاتسىيەلەر رىبوسوملارنىڭ كىچىك مولېكۇلالارغا بولغان يېقىنلىقىنى ئاشۇرۇش ئىقتىدارى ئۈچۈن تاللانغان بولۇپ، بۇ تېخىمۇ ئۈنۈملۈك رىبوسوم ئورگانىزملىرىنى بارلىققا كەلتۈرۈشى مۇمكىن. بۇ بايقاش مىكروب پارازىتلىرىنىڭ مولېكۇلا قۇرۇلمىسىدىكى ئەقىللىق يېڭىلىقنى ئاشكارىلىدى ۋە بىزگە پارازىت مولېكۇلا قۇرۇلمىلىرىنىڭ رېدۇكسىيەلىك تەرەققىياتقا قارىماي قانداق قىلىپ ئۆز ئىقتىدارىنى ساقلاپ قالىدىغانلىقىنى تېخىمۇ ياخشى چۈشىنىشكە ياردەم بېرىدۇ.
ھازىر بۇ كىچىك مولېكۇلالارنىڭ ئېنىقلىنىشى ئېنىق ئەمەس. نېمىشقا بۇ كىچىك مولېكۇلالارنىڭ رىبوسوما قۇرۇلمىسىدىكى كۆرۈنۈشى مىكروسپورىدىيە تۈرلىرى ئارىسىدا پەرقلىنىدىغانلىقى ئېنىق ئەمەس. بولۇپمۇ، V. necatrix نىڭ eL20 ۋە K172 ئاقسىللىرىدا F170 قالدۇقى بولسىمۇ، نېمىشقا E. cuniculi ۋە P. locustae نىڭ رىبوسومىدا نۇكلېئوتىد باغلىنىشى كۆزىتىلىدىغانلىقى، V. necatrix نىڭ رىبوسومىدا كۆرۈلمەيدىغانلىقى ئېنىق ئەمەس. بۇ ئۆچۈرۈلۈشنى V. necatrix دىكى تىروزىن، E. cuniculi ۋە P. locustae دىكى ترېئونىن ئەمەس، بەلكى 43 uL6 قالدۇقى (نۇكلېئوتىد باغلىنىش خالتىسىغا يېقىن) كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. Tyr43 نىڭ چوڭ ئاروماتىك يان زەنجىرى ستېرىك قاپلىنىش سەۋەبىدىن نۇكلېئوتىد باغلىنىشىغا توسقۇنلۇق قىلىشى مۇمكىن. يەنە بىر تەرەپتىن، كۆرۈنگەن نۇكلېئوتىد ئۆچۈرۈلۈشى توڭلىتىلغان ئېلېكترو-EM رەسىمگە تارتىشنىڭ تۆۋەن ئېنىقلىقىدىن كېلىپ چىقىشى مۇمكىن، بۇ V. necatrix رىبوسوما پارچىلىرىنىڭ مودېلىنى ياساشقا توسقۇنلۇق قىلىدۇ.
يەنە بىر تەرەپتىن، بىزنىڭ خىزمىتىمىز گېنومنىڭ پارچىلىنىش جەريانىنىڭ ئىجادچانلىق كۈچى بولۇشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بولۇپمۇ E. cuniculi رىبوسومىنىڭ قۇرۇلمىسى مىكروسپورىدىيە رىبوسومىسىدىكى rRNA ۋە ئاقسىل پارچىلىرىنىڭ يوقىلىشىنىڭ رىبوسوما قۇرۇلمىسىدا ئۆزگىرىشلەرنى ئىلگىرى سۈرىدىغان تەرەققىيات بېسىمىنى پەيدا قىلىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بۇ خىل ئۆزگىرىشلەر رىبوسومىنىڭ ئاكتىپ ئورنىدىن يىراق جايدا يۈز بېرىدۇ ۋە رRNA نىڭ ئازىيىشى سەۋەبىدىن بۇزۇلىدىغان ئەڭ ياخشى رىبوسوما يىغىلىشىنى ساقلاشقا (ياكى ئەسلىگە كەلتۈرۈشكە) ياردەم بېرىدىغاندەك قىلىدۇ. بۇ مىكروسپورىدىيە رىبوسومىنىڭ مۇھىم يېڭىلىقى گېن يۆتكىلىشىنى توسۇش ئېھتىياجىغا ئايلانغاندەك قىلىدۇ.
بەلكىم بۇنى باشقا ئورگانىزملاردا ھازىرغىچە كۆزىتىلمىگەن نۇكلېئوتىد باغلىنىشى ئەڭ ياخشى مىسال بولالايدۇ. نۇكلېئوتىد باغلىنىش قالدۇقلىرىنىڭ تىپىك مىكروسپورىدلاردا مەۋجۇت بولۇشى، ئەمما باشقا ئېۋكارىئوتلاردا بولماسلىقى، نۇكلېئوتىد باغلىنىش ئورۇنلىرىنىڭ پەقەت يوقاپ كېتىشنى ساقلاۋاتقان قالدۇقلار ياكى rRNA نىڭ يەككە نۇكلېئوتىد شەكلىگە ئەسلىگە كېلىشىنىڭ ئاخىرقى ئورنى ئەمەسلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. ئەكسىچە، بۇ ئورۇن بىر قانچە قېتىملىق ئاكتىپ تاللاش جەريانىدا تەرەققىي قىلغان پايدىلىق ئالاھىدىلىككە ئوخشايدۇ. نۇكلېئوتىد باغلىنىش ئورۇنلىرى تەبىئىي تاللاشنىڭ قوشۇمچە مەھسۇلاتى بولۇشى مۇمكىن: ES39L پارچىلانغاندىن كېيىن، مىكروسپورىدلار ES39L بولمىغان ئەھۋال ئاستىدا ئەڭ ياخشى رىبوسوما بىئوگېنېزىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش ئۈچۈن تولۇقلىما ئىزدەشكە مەجبۇر بولىدۇ. بۇ نۇكلېئوتىد ES39L دىكى A3186 نۇكلېئوتىدنىڭ مولېكۇلا ئالاقىسىنى تەقلىد قىلالايدىغان بولغاچقا، نۇكلېئوتىد مولېكۇلاسى رىبوسومنىڭ قۇرۇلۇش ماتېرىيالىغا ئايلىنىدۇ، ئۇنىڭ باغلىنىشى eL30 تەرتىپىنىڭ ئۆزگىرىشى ئارقىلىق تېخىمۇ ياخشىلىنىدۇ.
ھۈجەيرە ئىچىدىكى پارازىتلارنىڭ مولېكۇلا تەرەققىياتىغا كەلسەك، بىزنىڭ تەتقىقاتىمىز شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، دارۋىن تەبىئىي تاللىنىشى ۋە گېنوم پارچىلىنىشىنىڭ گېن يۆتكىلىشى پاراللېل ھەرىكەت قىلمايدۇ، بەلكى تەۋرىنىدۇ. بىرىنچىدىن، گېن يۆتكىلىشى بىئومولېكۇلانىڭ مۇھىم ئالاھىدىلىكلىرىنى يوقىتىدۇ، بۇنىڭ بىلەن تولۇقلاش ئىنتايىن زۆرۈر بولىدۇ. پەقەت پارازىتلار دارۋىن تەبىئىي تاللىنىشى ئارقىلىق بۇ ئېھتىياجنى قاندۇرغاندا، ئۇلارنىڭ ماكرومولېكۇلالىرى ئەڭ تەسىرلىك ۋە يېڭىلىق يارىتىش خۇسۇسىيەتلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش پۇرسىتىگە ئېرىشىدۇ. مۇھىمى، E. cuniculi رىبوسومىسىدىكى نۇكلېئوتىد باغلىنىش ئورۇنلىرىنىڭ تەرەققىياتى، مولېكۇلا تەرەققىياتىنىڭ بۇ يوقىتىشتىن پايدا ئېلىش ئەندىزىسىنىڭ پەقەت زىيانلىق مۇتاتسىيەلەرنىلا ئەمەس، بەلكى بەزىدە پارازىت ماكرومولېكۇلالارغا پۈتۈنلەي يېڭى ئىقتىدارلارنى بېرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
بۇ ئىدىيە سېۋېل رايتنىڭ ھەرىكەتچان تەڭپۇڭلۇق نەزەرىيەسىگە ماس كېلىدۇ، بۇ نەزەرىيەدە قاتتىق تەبىئىي تاللاش سىستېمىسى ئورگانىزملارنىڭ يېڭىلىق يارىتىش ئىقتىدارىنى چەكلەيدۇ دەپ قارىلىدۇ51،52،53. قانداقلا بولمىسۇن، ئەگەر گېن ئۆزگىرىشى تەبىئىي تاللاشنى بۇزۇۋەتسە، بۇ ئۆزگىرىشلەر ئۆزى ماسلىشىشچان (ياكى ھەتتا زىيانلىق) بولمىغان، بەلكى تېخىمۇ يۇقىرى بەدەن چېنىقتۇرۇش ياكى يېڭى بىئولوگىيىلىك پائالىيەت بىلەن تەمىنلەيدىغان ئۆزگىرىشلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. بىزنىڭ رامكىسىمىز بۇ ئىدىيەنى قوللايدۇ، چۈنكى بىئومولېكۇلانىڭ قاتلىنىشى ۋە ئىقتىدارىنى ئازايتىدىغان ئوخشاش تىپتىكى مۇتاتسىيە ئۇنىڭ ياخشىلىنىشىنىڭ ئاساسلىق قوزغاتقۇچ كۈچى بولۇپ كۆرۈنىدۇ. ئىككى تەرەپ ئۈچۈن پايدىلىق بولغان تەرەققىيات مودېلىغا ئاساسەن، بىزنىڭ تەتقىقاتىمىز شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، ئەنئەنىۋى جەھەتتىن چېكىنىش جەريانى دەپ قارىلىدىغان گېنوم پارچىلىنىشىمۇ يېڭىلىق يارىتىشنىڭ ئاساسلىق ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچى بولۇپ، بەزىدە ھەتتا كۆپىنچە ماكرومولېكۇلالارنىڭ يېڭى پارازىت پائالىيەتلەرگە ئېرىشىشىگە يول قويىدۇ. بۇ نەزەرىيەلەردىن پايدىلىنىشقا بولىدۇ.