24 Августа 2021
МОСКВА, 24 августа —, Татьяна Пичугина. Исследователи обнаружили в ДНК насекомых ген растения, предохраняющий от токсинов. Раньше слыло, что на захват чужеродных генов, или горизонтальный вынос, способны только микроорганизмы. Теперь все больше данных говорит на то, что в данный механизм распространен гораздо шире и, вероятно, сыграл важную роль в эволюции.Табачная белокрылка паразитирует на шести сотнях диких и культурных растений. Это микроскопичное существо доставляет немало хлопот селянам всего мира. Ее личинки высасывают соки и заражают патогенными вирусами. Для защиты от вредителя растения синтезируют в листьях токсичные фенолгликозиды. Однако белокрылку это не останавливает. Устойчивое к пестицидам насекомое оккупировало все континенты, кроме Антарктиды, серьезно сокращая урожай.
Недавно ученые из Китая и Европы приоткрыли подноготную такой живучести. В ДНК трех видов белокрылки выявили ген BtPMaT1, кодирующий антидот против фенолгликозидов. На первый взгляд, все логично: насекомое, которое кормится на растениях, защищается от их ядов. Проблема, однако, в том, что ген BtPMaT1 ранее находили только у представителей флоры.
Версию о том, что табачные белокрылки сами сочинили ген BtPMaT1, сочли сомнительной. Пока единственное объяснение — вредители захватили у жертв створ генома и встроили себе. Это первый доказанный случай горизонтального переноса генов между насекомыми и растениями. Все три пейзажа табачных белокрылок, вероятно, приобрели ген-антидот примерно 86 миллионов лет назад, уже отделившись от общего с другими участниками семейства предка.
Ученые вывели табачных белокрылок с выключенным геном BtPMaT1 и кормили их фенолгликозидами, замеченными из томатов. Все особи погибли. Значит, подцепленный ген действительно работает. Этот эксперимент открывает путь к созданию более эффективных пестицидов.
Геном микроорганизмов, словно губка, впитывает в себя фрагменты ДНК из окружающей среды. Захваченный ген интегрируется в цепочку нуклеотидов и, если оказывается полезным, надолго сохраняет это место. Ненужные фрагменты со временем удаляются или выключаются. Простым безъядерным органический механизмам это помогает приобретать новые свойства, приспосабливаться к меняющимся условиям среды, другим источникам питания. Это гораздо быстрее, чем следовать эволюционным путем.
Горизонтальный вынос генов противопоставляют вертикальному — когда генетическая информация передается от пап к потомству между особями одного вида, реже — разных видов. Это свойственно органический механизмам с развитой клеткой — эукариотам. Генетическое разнообразие достигается у них посредством естественного отбора и мутаций в геноме.
Считалось, что многоклеточные организмы не могут подцепить и встроить в ДНК чужеродный ген. Однако выяснилось, что это не так. Один из самых известных показателей — бактерия вольбахия, которая паразитирует на почти половине пейзажей насекомых и дарит им свои гены. Около трети генома жука-зерновки — от вольбахии. Впрочем, большая часть его неактивна из-за мутаций. Известны случаи переноса гена от одного насекомого к другому с поддержкой вируса. На горизонтальный вынос способны также грибы.
Что касается млекопитающих, тут таких данных нет. Люди постоянно вводят в организм разнообразную ДНК — когда едят помидоры, капусту, мясо, рыбу. Все это просто переваривается в желудочно-кишечном тракте, проходя множество электрохимических превращений. Гены из жратвы и окружающей среды не угодят в геном. Исключение — некоторые вирусы, например ретровирусы. Их фрагменты встроились в геном наших предков порядка 25 миллионов лет назад. Большинство — мусорные, функционируют немногие.
Недавно специалисты по биоинформатике из Великобритании обнаружили в ДНК приматов 145 встроенных фрагментов от низших органический механизмов. Авторы работы отмечают, что чужеродные гены участвуют в белковом и липидном метаболизме, имеют отношение к антиоксидантной темпераментности и врожденному иммунитету. Доноры — бактерии и протисты (инфузории, амебы). Каким образом и когда эти гены позаимствовали, неизвестно.
Ученые только начинают осознавать масштабы горизонтального выноса генов. По одной из гипотез, без этого были бы невозможны быстрая эволюция, адаптация к меняющимся условиям заблаговременной Земли, возникновение всего за четыре миллиарда лет многоклеточных органический механизмов и в итоге — человека.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....