«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов

Геном в геноме

Геном в геноме

Полная копия генома паразитической бактериии вольбахии (wolbachia) обнаружена внутри генома насекомого-хозяина.

Эта находка, сделанная учеными университета Рочестера и Института Крейга Вентера под руководством Джека Веррена (Jack Werren) указывает на то, что горизонтальный (межвидовой) перенос генов между бактериями и многоклеточными организмами происходит гораздо чаще, чем принято считать, что накладывает определенный отпечаток на процесс эволюции.

Кроме того, полученные результаты внесут коррективы в подходы, применяемые при секвенировании геномов различных организмов. При анализе геномов беспозвоночных бактериальную ДНК обычно удаляют, в то время как она может быть полноценной частью генома организма и даже отвечать за формирование определенных признаков.

Вольбахия является пандемичным паразитом, инфицирующим 70% беспозвоночных во всем мире и эволюционирующим вместе с ними. Наиболее часто паразит поражает насекомых, при этом он проникает в их яйцеклетки и сперматозоиды и передается потомству.

(На рисунке – яичники дрозофилы, инфицированные вольбахиями.)

Этот факт натолкнул ученых на предположение о том, что любые возникающие при этом генетические изменения передаются из поколения в поколение.

Эта идея, а также более ранняя находка ученых Токийского университета – ген вольбахии в геноме одного из жуков – подтолкнули авторов к проведению систематического скрининга генома беспозвоночных. В результате они обнаружили гены вольбахии, встроенные в геном фруктовой мушки Drosophila ananassae.

Для подтверждения результатов в рамках серии экспериментов мушек излечивали от паразита с помощью антибиотиков, после чего анализировали их ДНК. Каждый раз, несмотря на отсутствие паразита в тканях, копия его генома присутствовала у дрозофил во второй из четырех пар хромосом.

Авторы подтвердили, что гены вольбахии наследуются подобно обычным генам насекомых, при этом некоторые из них транскрибируются в организме неинфицированных мушек, что означает возможность синтеза белков паразита в клетках здоровых насекомых.

По словам Веррена, маловероятно, что паразиты «намеренно» встраивают свои гены в геномы хозяев. Скорее всего, это происходит в процессе репарации ДНК, когда фрагменты ДНК паразита случайно проникают внутрь ядра и репаративные ферменты «сшивают» их с геномом клетки. Однако обнаружение целого генома вольбахии внутри генома дрозофилы было неожиданной находкой.

Вероятность того, что такой большой фрагмент ДНК абсолютно нейтрален, минимальна и специалисты считают, что содержащиеся в нем гены обеспечивают насекомым определенные селекционные преимущества. В настоящее время авторы занимаются выявлением этих преимуществ.

Эволюционные биологи должны обратить пристальное внимание на это открытие, которое также касается также специалистов, занимающихся секвенированием геномов.

Генетикам и раньше были известны случаи переноса генов паразита в геном хозяина, однако это считалось исключительно редким явлением, касающимся низкоорганизованных животных. Бактериальная ДНК легко узнаваема, поэтому если, например, при секвенировании генома нематод ученые сталкивались с бактериальной ДНК, от нее избавлялись как от загрязняющего образец артефакта.

Однако, как оказалось, бактериальная ДНК, проигнорированная при секвенировании генома дрозофилы, является не артефактом, а полноценным фрагментом генома.

Общепринято мнение, что митохондрии – органеллы, обеспечивающие продукцию энергии в клетках практически всех живых организмов, – в отдаленном прошлом являлись бактериями, обитающими внутри клеток. На это указывает то, что митохондрии имеют свой, хотя и крошечный, геном, бОльшая часть которого, по всей видимости, в очень далеком прошлом пассивно переместилась в ядро клетки-хозяина. Вполне возможно, что через сотни миллионов лет вольбахии тоже могут превратиться в необходимые клеткам структуры.

По материалам ScienceDaily


06.09.2007

Cbio


Привязка к разделам:  Биотехнологии | Новости науки | Наука и инновации

Назад