Yn ôl y confensiwn cyffredinol nid yw firysau yn fyw. Gwneir y gosodiad hwn am nad oes modd iddynt atgynhyrchu’u hunain heb gymorth cell sy’n gydnabyddedig fyw. Gwell peidio ag oedi gormod gyda hyn, neu bydd rhyw ddarllenydd craff yn gofyn a ydy’r gôg yn fyw, felly ? A llu o gwestiynau tebyg – gan gynnwys “beth yw ystyr “byw” ?”Gwell symud ymlaen. Efallai nad ydynt yn fyw, ond mae pob math o briodoleddau hynod o debyg i fywyd ganddynt. Daeth hyn yn fwy hysbys i’r cyhoedd, ac i firolegwyr dros y misoedd diwethaf.
Un pennawd a ddaliodd fy sylw ddechrau mis Hydref, oedd bod tîm rhyngwladol o dan arweinyddiaeth Chase Nelson a Zachary Ardern wedi darganfod genyn newydd yn cuddio yng ngenom ein cyfaill SARS-CoV-2. Ers arbrofion Beadle a Tatum yn 1941, sylweddolwyd mai diben clasurol genyn yw creu un protein. O adnabod holl broteinau SARS-CoV-2 (gan gynnwys y protein “sbeic” sydd wrth wraidd brechlynnau arbrofol consortia Pfizer a Phrifysgol Rhydychen), mae’n hawdd canfod y genynnau. Gyda’r holl sylw arno, fe dybiech y byddai adnabod holl enynnau y firws yn un o’r pethau cyntaf i’w gwneud. Wedi’r cwbl nid oes llawer ohonynt ac ychydig iawn o le iddynt guddio. O’u cymharu â 3 mil miliwm o unedau (basau) y genom dynol, tila iawn yw’r 29,903 sydd gan y firws – wedi’u dosbarthu rhwng rhyw bymtheg genyn. Pob genyn, ar gyfartaledd, â dim ond ychydig mwy o fasau na’r nifer o lythrennau rydych wedi’u darllen hyd yma yn yr erthygl hon (tua 1500, gan gynnwys y bylchau).
Ond mae firysau yn “chwarae” gyda geiriau mewn modd a fyddai’n creu eiddigedd yn y lluniwr pos croeseiriau gorau. Ystyr “gair” yn y cod genetig yw’r tripledi o fasau sy’n cynrychioli pob asid amino yn y protein a gynhyrchir – ynghyd â’r atalnodi “dechrau” a “gorffen”. Mewn egwyddor byddai rhes o 1500 bas yn diffinio protein o 498 asid amino (500 heb y dechrau a’r diwedd). O adnabod dim ond rhan o ddilyniant y protein, mae modd adnabod y genyn. Megis canfod brawddeg gyfan oddi wrth gymal yn unig ohoni drwy edrych am y brif lythyren a’r atalnod llawn.
Ym myd geneteg “arferol”, cyffredin yw chwilio am y tripledi “dechrau” ac yna darllen y dilyniant megis darllen llyfr. Fel yn llawysgrifau’r canol oesoedd, does dim bylchau rhwng y geiriau. Ond gan mai tair llythyren sydd i bob gair, nid yw hyn yn broblem o gwbl. Parhau nes cyrraedd y tripled “gorffen”. Y symlrwydd hwn sydd wrth wraidd holl gampau peirianneg genynnau Oes Newydd geneteg.
Ond at gampau’r firysau. Oherwydd mai ychydig o le sydd mewn firws i’w genynnau (boed o DNA neu, yn achos SARS-CoV-2, RNA) arweiniodd esblygiad at gynildeb eithafol. Beth am ddefnyddio dilyniant un protein ar gyfer un hollol wahanol drwy ddim ond symud ymlaen un bas ? Dau brotein am bris un ? N euh ydy noe dtr i ??? Na, dydy hynny ddim yn gweithio. Neu ydy e’ ? Beth am yr “ydy” yng nghanol y carbwl ? Mae iddo ystyr Cymraeg. (Cliw – darllenwch y frawddeg heb fylchau.) A dyma’r rhyfeddod. Ers y datrysiad cyntaf o ddilyniant DNA cyfan (y firws ΦX174) yn 1977, ‘rydym yn gwybod bod genynnau nifer o firysau ag iddynt ystyr llwyr – ond hollol wahanol (sef protein arall) – wrth ddarllen yr un gyfres o fil a mwy o lythrennau, ond cychwyn eu darllen un llythyren yn hwyrach. Dyna fy mhos Nadolig i ddarllenwyr Barn – dod o hyd i frawddegau ystyrlon sy’n gwneud hyn yn y Gymraeg ! (Debygwn i, y byddai’r gynghanedd groes yn lle da i gychwyn chwilio.) Mewn ambell firws DNA, sydd â dau ddilyniant yn cyd-ymdroelli, mae dwy ochr yr un “frawddeg” yn ystyrlon. Mae hyn er gwaetha’r ffaith bod hunaniaeth pob llythyren ynghlwm â’i gymar. (C gyferbyn a phob G a A gyferbyn a phob T.)
Genyn o’r fath yma yw ORF3d, genyn “newydd” SARS-CoV-2. (Mae gan ΦX174 dri, ac mae gan SARS-CoV-2 yn awr bump.) Pwysigrwydd darganfyddiadau o’r fath yw’r goleuni y maent yn eu taflu ar esblygiad, tarddiad ac epidemioleg y firws. Yn eu papur yn y cylchgrawn ar-lein, eLife, mae Nelson a’r tîm yn dangos mai, o’r 21 gwahanol fath a ddisgrifir dim ond yn RNA y firws a ddaw o Pangolin a ddadansoddwyd yn 2017 y gwelir yr un genyn. Ers amser bu amheuaeth bod yr anifail hynod hwn wedi bod yn bont rhyngom a tharddiad y firws mewn ystlumod.
Mewn Sŵ firysau, ymhlith yr “anifeiliaid bach” y byddai’r Coronafirysiau. Yn lloc yr “eliffantod” y byddai math arall o firws – y Pandorafirws. Fe’i darganfuwyd yn 2013, ac mae iddo enom ag iddo 2.5 miliwn bas (canwaith maint SARS-CoV-2) – y mwyaf o unryw firws. Dim ond yn 2003 y darganfuwyd y cyntaf o’r mimifirysiau (o mimicking microbe) ac ar y cychwyn nid oedd yn hawdd eu gwahaniaethu o facteria. Maent yn dilyn rheol euraid – nid oes modd iddynt atgynhyrchu eu hunain heb ddefnyddio cell arall. Ond mewn nifer helaeth o ffyrdd eraill maent yn cwestiynu bodolaeth ffin pethau byw. Mae ganddynt nifer helaeth o enynnau – 2,500 yn achos P. salinus. Pob un yn dibynnu ar gell byw arall i’w cyfieithu i brotein.
Ddiwedd Medi ymddangosodd papur ar wefan (cyn-cyhoeddi) bioRχiv, gan Bernard la Scola a’i gydweithwyr, yn manylu ar weithgaredd nifer o’r genynnau. Yn bennaf trwy ddarllen y DNA yn ôl y dechneg a ddisgrifiwyd uchod, gan ddechrau o’r tri bas “dechrau”, canfuwyd wyth o ensymau a gysylltir ag un o lwybrau metabolaidd pwysicaf bywyd – Cylch Krebs. Bu modd gosod genyn un ohonynt, dehydrogenas isositrat, mewn bacteriwm Escherischia coli, lle gwnaeth waith yr ensym cynhenid. Rhyfeddach fyth oedd bod modd dangos fod yr ensymau hyn yn creu potensial trydanol (a pH) ar draws pilen y firws a bod modd rheoli hyn trwy ddefnyddio un o’r molecylau bach (Asetyl CoA) sy’n ei rheoli yn ein celloedd ni. Mae hyn yn cyfateb i weithgaredd holl bwysig y mitocondria mewn celloedd anifeiliaid, planhigion a ffwng. Mae’r darganfyddiadau hyn yn hollol annisgwyl ac yn profi ymhellach ein disgrifiad cyffyrddus o fywyd.
Ond y stori Nadoligaidd i mi yw un a ymddangosodd yn Animal Conservation fis Hydref. Mae Bronte van Helden a’i chydweithwyr ym Mhrifysgol Gorllewin Awstralia, Albany, wedi bod yn astudio’r Oposwm cynffon gylchog y Gorllewin. Cyn dyfodiad y dyn gwyn i’r cyfandir, roedd y creaduriaid bolgodog hyn yn gyffredin ar draws de-orllewin Awstralia. Bellach mewn tri lleoliad cyfyng ger Albany yn unig y ceir hwy. Yn ddiweddar sylweddolwyd eu bod i’w gweld yn gyffredin yng ngerddi’r dref. Yma maent yn bwyta rhosynnod a’u dail a ffrwythau o’r coed. Y syndod i van Helden oedd eu bod yn ymgartrefu’n barhaol yn y gerddi – wedi cefnu ar eu cynefin yng nghefn gwlad yn llwyr.
Gobeithio, a ninnau yn Nhymor Ewyllys Da yn dathlu’r Enedigaeth mewn preseb, y gwireddir gobaith y gadwraethwraig o Albany bod llety i’r anifail yng ngerddi Awstraliaid 2021. Nadolig Llawen a Blwyddyn Newydd Dda iddynt, ac i chithau.
Pynciau: Genyn cudd, Pandorafirws, Oposwm
Cyfeiriadau
Genyn cudd: Chase W Nelson, Zachary Ardern, Tony L Goldberg, Chen Meng, Chen-Hao Kuo, Christina Ludwig, Sergios-Orestis Kolokotronis a Xinzhu Wei (2020) Dynamically evolving novel overlapping gene as a factor in the SARS-CoV-2 pandemic. eLife (Hydref 1)
Pandorafirws: Sarah Aherfi, Djamal Brahim Belhaouari, Lucile Pinault, Jean-Pierre Baudoin, Philippe Decloquement, Jonatas Abrahao, Philippe Colson, Anthony Levasseur, David C. Lamb, Eric Chabriere, Didier Raoult a Bernard La Scola (2020) Tricarboxylic acid cycle and proton gradient in Pandoravirus massiliensis: Is it still a virus? bioRχiv (Medi 21)
Oposwm: Bronte E. Van Helden, Paul G. Close, Barbara A. Stewart, Peter C. Speldewinde a Sarah J. Comer (2020) Critically Endangered marsupial calls residential gardens home. Animal Conservation (7 Hydref)
Deri Tomos 