历史上，所有生命界的基因组中隐藏的奇怪DNA片段一直被忽视，因为它们似乎在生存竞争中发挥不了作用，至少研究人员是这么认为的。

这些DNA片段后来被称为“自私的遗传元素”，因为据科学家所知，它们的存在只是为了自我繁殖，对宿主生物没有任何好处。它们被视为遗传搭便车者，毫无意义地从一代传到下一代。

加州大学圣地亚哥分校的科学家开展的研究提供了新的证据，表明这些DNA元素可能并非如此自私。相反，它们现在似乎对竞争生物之间的动态产生了重大影响。

生物科学学院的研究人员在《科学》杂志上发表了一篇论文，研究了噬菌体(被认为是地球上最丰富的生物)中的自私遗传元素。令他们惊讶的是，研究人员发现，被称为“移动内含子”的自私遗传元素在与其他病毒竞争时为其病毒宿主提供了明显的优势：噬菌体利用移动内含子作为武器，破坏竞争性噬菌体病毒的繁殖能力。

“这是首次证实自私遗传元素能赋予其入侵的宿主生物体竞争优势，”该研究的共同第一作者、分子生物学系博士后学者EricaBirkholz说道。“了解自私遗传元素并不总是纯粹‘自私’的，对于更好地理解所有生命界的基因组进化具有广泛的意义。”

几十年前，生物学家注意到了自私遗传元素的存在，但无法描述它们在帮助宿主生物生存和繁殖方面所起的作用。在这项专注于研究“巨型”噬菌体的新研究中，研究人员分析了两种噬菌体共同感染单个细菌细胞并相互竞争时的动态。

他们仔细研究了核酸内切酶，这是一种用作DNA切割工具的酶。研究表明，来自一个噬菌体的移动内含子的核酸内切酶会干扰竞争噬菌体的基因组。因此，核酸内切酶现在被视为一种战斗工具，因为有记录显示它可以切割竞争噬菌体基因组中的重要基因。这破坏了竞争对手适当组装其后代并繁殖的能力。

Birkholz说：“这种武器化的内含子内切酶为携带它的噬菌体提供了竞争优势。”

研究人员表示，这一发现在病毒之间的进化军备竞赛中尤为重要，因为在共同感染中存在着持续的竞争。

“我们能够清楚地描述产生优势的机制以及它在分子水平上是如何发生的，”生物科学研究生、论文的共同第一作者ChaseMorgan说道。“这种自私遗传元素之间的不兼容性会演变成分子战争。”

随着噬菌体病毒成为对抗抗生素耐药性细菌的治疗工具，这项研究的结果非常重要。由于医生们一直在使用“鸡尾酒”噬菌体来对抗这场日益严重的危机中的感染，因此当使用多种噬菌体时，这些新信息可能会发挥作用。了解某些噬菌体使用自私的遗传元素作为对抗其他噬菌体的武器，可以帮助研究人员理解为什么某些噬菌体组合可能无法发挥其全部治疗潜力。

“这项研究中的噬菌体可用于治疗与囊性纤维化相关的细菌感染患者，”生物科学教授乔·波格利亚诺说。“了解它们如何相互竞争将使我们能够为噬菌体疗法制作更好的鸡尾酒疗法。”

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