Таємничі генетичні послідовності витягнуто з каліфорнійського бруду.
У реальності серіалу «Зоряний шлях» існують лиходійські інопланетяни Борги - володіючи єдиною свідомістю, вони «асимілюють» інших істот, включаючи людей, для досягнення мети - всемогутності. Саме про цих фантастичних героїв згадала геомікробіолог з Каліфорнійського університету в Берклі (The University of California, Berkeley) Джилліан Бенфілд (Jillian F. Banfield), коли спробувала зрозуміти результати вивчення зразків ДНК, виділених буквально з бруду. Вона виявила дивне лінійне хромосомоподібне утворення, що включає генетичні послідовності різних, вже відомих, мікроорганізмів. Знахідка була несподіванкою, адже мова йде про новий тип генетичного матеріалу, невідомо кому належить.
Вченим відомо безліч прикладів ДНК-структур, як зібраних у хромосоми, так і окремих, не прив'язаних до окремої клітини. Маленькі петлеподібні плазміди, наприклад, можуть переходити від мікроба до мікроба, незалежно від виду; і (що створює нам безліч незручностей) переносити при цьому гени, що дають захист від антибіотиків.
Бенфілд не займається вузькою темою горизонтального перенесення генів. Інтереси її лабораторії широкі, зокрема, вона і аспірант Басем Аль-Шайеб (Basem Al-Shayeb) хочуть вивчити віруси, які заражають архей. Для цього беруть зразки болотного ґрунту з глибини одного метра або більше - саме там, в умовах нестачі кисню, повинні процвітати археї та їхні віруси. Потім вони секвенують кожну виявлену в зразках ділянку ДНК і використовують спеціалізовані програми для пошуку характерних для предмета дослідження генетичних послідовностей.
«Ми почали з шматка бруду і 10 трильйонів шматочків ДНК», - говорить Бенфілд. Зразок містив фрагмент ДНК довжиною майже в 1 мільйон підстав - і більше половини генів виявилися новими. Цей лінійний фрагмент відрізнявся від звичайного матеріалу і характерним «малюнком» підстав на його початку і кінці, і окремими ділянками повторюваної ДНК, і двома місцями в послідовності, де могла початися дупликація ДНК, що вказувало на те, що цей «Борг» здатний робити копії самого себе. Все разом це наводило на думку, що спостерігається не просто випадковий набір генів.
Після того, як перша послідовність Борга була знайдена, дослідники почали пошук за доступними базами генетичного матеріалу мікробів, щоб зрозуміти, чи є ще десь щось подібне. Виявилося, що подібні послідовності зустрічаються - в метагеномі ґрунтових вод Колорадо. Перший передбачуваний Борг знайшовся на глибині близько метра, зі збільшенням глибини їх стає більше. Інші варіанти виявлені серед ДНК, знайденої в зразках, зібраних в покинутій ртутній шахті в штаті Каліфорнія, а також в руслі річки Іст-Рівер в Колорадо.
Загалом вдалося виділити 23 послідовності, які, на думку дослідників, можуть бути Боргами, 19 з них володіють усіма характеристиками першого виявленого Борга. Деякі з них мають довжину майже в 1 мільйон підстав. Це рекордно багато для відомих нам елементів позахромосомної ДНК.
Скрізь, де знайдені Борги, виявлялася і ДНК метаноокисляючих архей метанопереденів (Methanoperedens). Це, на думку вчених, говорить про те, що Борги знаходяться всередині цього мікроорганізму. На жаль, метанопереджені не культивуються в лабораторії, і підтвердити цю підозру досить складно. Однозначно ж послідовність Борга не може бути повним геномом будь-якого мікроба (в ній немає багатьох необхідних для повноцінного життя генів) і не схожа на вірус, який зазвичай помітно компактніший.
Кожен з Боргів, різновиди яких отримали «кольорові» імена (наприклад, «оливковий» і «бузковий»), включає в себе не тільки нові гени, але і впізнавані; функції яких вже відомі. Деякі з них містять гени, важливі при переробці метану; ці гени, мабуть, запозичені у метанопереденів або подібних їм організмів.
Метан - один з парникових газів, багато мікробів або руйнують його, або виробляють. Дослідники припускають, що Борги якось впливають на метановий цикл, можливо, підвищуючи здатність свого господаря переробляти метан.
Банфілд зізнається, що вона і її колеги поки не знають, як виникли Борги. Але підозрюють, що це послідовності, які колись були геномами якихось інших архей, поглинених метанопереденами і які продовжили існувати вже всередині. Зрештою все «зайве» зникло, залишилася тільки ДНК, вже сильно модифікована, але існуюча окремо від генетичного матеріалу господаря.