Urutan DNA yang baru ditemukan dapat melindungi kromosom dalam rotifera

Rotifera adalah organisme mikroskopis yang tangguh dan sangat tahan terhadap radiasi dan siklus dehidrasi dan rehidrasi yang berulang. Sekarang Irina Arkhipova, Irina Yushenova, dan Fernando Rodriguez dari Marine Biological Laboratory (MBL) telah menemukan mekanisme perlindungan lain dari organisme tangguh ini: Terminon. Temuan mereka, yang dapat memiliki implikasi untuk penelitian tentang penuaan dan evolusi genom, diterbitkan minggu ini di Biologi dan Evolusi Molekuler .

Terminon adalah jenis retrotransposon, urutan DNA yang dapat menyalin diri mereka sendiri dari RNA dan pindah ke dalam genom. Sementara sebagian besar transposon menyisipkan di antara sekuens DNA, Terminon tidak biasa karena mereka menempel di ujung kromosom . Arkhipova pertama kali menemukan elemen transposabel yang disisipkan pada ujung kromosom pada tahun 2007 tetapi baru sekarang ukuran transposon ini dapat ditentukan.

Kromosom dalam sel eukariotik (yang membentuk semua organisme multiseluler ) ditutup dengan urutan DNA yang disebut telomer, yang melindungi ujungnya dari degradasi. Dengan menempel pada telomer, Terminon memberikan lebih banyak penyangga terhadap degradasi kromosom, yang telah dikaitkan dengan penuaan. Penemuan Terminons bisa berdampak besar bagi penelitian tentang mekanisme penuaan.

Terminon adalah transposon raksasa, kira-kira enam kali ukuran retrotransposon pada umumnya. Terminon mencapai ukuran raksasa ini karena mereka tampaknya mengambil gen tambahan, baik dari virus atau asal seluler, kata Arkhipova. Sementara Terminon mungkin terlibat dalam menangkap gen asing—sifat yang sangat tidak biasa dari rotifera bdelloid yang ditemukan di laboratorium Arkhipova—tidak jelas bagaimana hal ini terjadi. Tergantung pada gen apa yang mereka peroleh, beberapa retrotransposon telah berevolusi menjadi virus. Jadi bisakah Terminon berevolusi menjadi virus?

"Itu akan menjadi pertanyaan yang sangat menarik yang kami harapkan untuk dijawab, tetapi ini akan menjadi jenis virus yang sama sekali baru yang belum pernah dijelaskan sebelumnya," kata Arkhipova.

Absen dari semua bentuk kehidupan lainnya, Terminon hanya ditemukan di rotifera bdelloid . Anggota kelas rotifer ini mencakup puluhan juta tahun sejarah evolusi, menunjukkan bahwa mekanisme perlindungan untuk kromosom mereka sudah kuno. Dengan begitu banyak organisme yang belum ditemukan yang menempati setiap ceruk dunia kita, mungkin ada jenis elemen transposabel lain yang tidak diketahui yang memiliki potensi dampak luar biasa pada inangnya.

Beberapa ilmuwan MBL secara aktif mengembangkan rotifera sebagai sistem model untuk mempelajari elemen transposabel dalam genom, mekanisme penuaan, strategi perbaikan DNA, dan evolusi tanpa reproduksi seksual.

More information: Irina R. Arkhipova et al, Giant reverse transcriptase-encoding transposable elements at telomeres, Molecular Biology and Evolution (2017). DOI: 10.1093/molbev/msx159

Journal information: Molecular Biology and Evolution