从加州泥浆中发现的神秘DNA序列，被称为博格

　　在电视剧《星际迷航》中，博格人是控制论的外星人，他们将人类和其他生物同化为实现完美的手段。因此，当加州大学伯克利分校的地​球微生物学家 Jill Banfield 在自家后院的泥土中筛选 DNA 并发现一条奇怪的线性染色体，其中包含来自各种微生物的基因时，她的 Trekkie 儿子提议以科幻小说的名字命名它外星人。新型遗传物质是一个谜。也许它是病毒基因组的一部分。也许这是一种奇怪的细菌。或者它可能只是存在于细胞外的一段独立的 DNA。不管是什么，它＂非常令人兴奋＂，达尔豪斯大学进化生物学家 W. Ford Doolittle 说，他没有参与这项工作。
　　研究人员发现了许多 DNA 独立漂浮在构成生物体标准基因组的染色体之外的例子。例如，称为质粒的小环存在于微生物内部，并在不同种类的细菌之间运送用于阻止抗生素的基因。
　　但班菲尔德并不是在寻找可以在生物体之间移动的 DNA。相反，她和研究生 Basem Al-Shayeb 正在寻找感染古细菌的病毒，古细菌是一种常见于缺氧地方的微生物。他们会在地表以下 1 米或更深的地方挖掘泥浆样本，这些样本可能含有古细菌及其病毒。接下来，他们将对样本中的每一段 DNA 进行测序，并使用复杂的计算机程序来扫描表示病毒而非任何其他生物体的序列。
　　＂我们从一块泥土和 10 万亿个 DNA 开始，＂班菲尔德说。一个样本取自她家的泥浆，含有一段基因填充的 DNA，长度近 100 万个碱基，其中一半以上的基因是新的。这种线性 DNA 片段在其开头和结尾也有特定的碱基模式，在其基因之间有不同的重复 DNA 片段，以及沿着序列的两个地方，DNA 复制可以开始——这表明博格可以复制自己。总之，这表明它不仅仅是基因的随机混合物。
　　在确定了第一个 Borg 序列后，研究人员开始扫描公共数据库中的微生物 DNA，看看他们是否能找到类似的东西。他们在科罗拉多州的地下水中发现了一些变化——在那里，第一个所谓的博格出现了大约 1 米深，并且在更深的地方变得更加丰富。其他版本出现在来自加利福尼亚州纳帕废弃汞矿和科罗拉多州东河浅河床排放的 DNA 中。
　　研究人员总共分离了23 个他们认为可能是博格的序列——他们本周在预印本服务器 bioRxiv 上写了 19 个他们已经确定具有他们发现的第一个博格的所有特征的序列。有些几乎有 100 万个碱基长。Doolittle 说：＂我认为已经发现的其他任何东西都没有这些家伙那么大，＂在先前已知的染色体外 DNA 元素中。
　　在每个地方，博格人的副本都与与甲烷氧化古菌相关联的 DNA 一起出现，称为Methanoperedens。研究人员说，这表明博格人可能存在于微生物内部。但是由于Methanoperedens不能在实验室中生长，该团队无法证实这一怀疑。与此同时，团队成员排除了博格人来自另一种微生物的可能性，因为他们缺乏许多生命必需的基因，或者是一种通常具有较短染色体的病毒。
　　但是匹兹堡大学的微生物学家 Graham Hatfull 想知道是否还有其他大型病毒，类似于他帮助发现的细菌入侵病毒，可以感染古细菌。博格人会成为此类病毒的一部分吗？他承认，证明这一点很有挑战性。＂如果你想了解 [博格] 生物学，那在实验上真的很难。＂ 他说，这一发现强化的一件事是，许多遗传元素可以在生物体的染色体之间或生物体之间跳跃，使生物更容易获得新基因以适应环境的变化。
　　每个博格——现在都以＂橄榄色＂和＂淡紫色＂等颜色命名——不仅包括新基因，还包括科学家已经知道其功能的可识别基因。例如，一些含有对处理甲烷很重要的基因；这些基因似乎是从特定的微生物中获得的，例如Methanoperedens。由于甲烷是许多微生物分解或产生的温室气体，研究人员认为博格人可能会通过提高宿主处理甲烷的能力来影响这种循环。
　　班菲尔德说，她和她的同事并不真正知道博格人是如何产生的，但他们一度怀疑，DNA 序列是Methanoperedens的一个近亲的基因组，它们被挖出并开始生活在古细菌中。最终，只有经过大量修改的 DNA 保留在微生物内部，但与自身的染色体无关。
　　班菲尔德希望她的团队的发现将引导其他研究人员在他们最喜欢的微生物中寻找博格人，尤其是那些在几乎没有氧气的环境中的微生物。Hatfull 预测，除了Methanoperedens之外，还会在微生物中发现新的微生物。与此同时，他和其他研究人员热切期待班菲尔德论文的同行评审版本——以及对博格家族的验证性实验工作。＂这些是什么？＂ 杜立德问道。＂这是一个需要回答的有趣问题。＂