Як вкрасти ДНК сусіда і змусити її працювати на себе

У природі діють механізми, які дозволяють різним видам живих істот обмінюватися ділянками ДНК. Іноді це дає перевагу перед конкурентами і дозволяє пристосуватися до складних умов проживання. Сьогодні ми розкажемо про те, хто вижив завдяки чужорідним генам.

У квітні 2010 року в Мексиканській затоці, у американського штату Луїзіана затонула керована бурова платформа Deepwater Horizon. У воду потрапило 4,9 мільйона барелів сирої нафти, які забруднили 1,77 тисячі кілометрів узбережжя, — це одна з найбільших техногенних катастроф в історії.

Витоки нафти тут трапляються майже щороку, а річки, що впадають впадають в затоку, несуть добрива та органічні нечистоти, багаті азотом і фосфором. У результаті утворилася одна з найбільших в світі мертвих плям — зона з пониженим вмістом кисню, і вона практично не придатна для життя.

Рибка Fundulus grandis — виняток. Як з’ясували американські біологи, секрет її виживання — у зміненій ДНК. І йдеться зовсім не про мутації. Представники цього виду під час схрещування з далекими родичами Fundulus heteroclitus запозичили в них корисний ділянку генома.

І тепер Fundulus grandis витримує забруднення, що перевищує припустимий рівень в тисячу разів, а її мальки стійкі навіть до таких небезпечних речовин, як поліхлоровані дифеніли, що входять до складу фарб, клею та пестицидів.

Віруси-донори

У киплячих сірчаних джерелах Росії, Італії, Ісландії та США мешкає червона екстремофільна водорість Galdieria sulphuraria. Вона витримує температури до 60 градусів Цельсія і виживає практично в кислоті (pH від 0 до 1). Рослина настільки стійка до арсену, ртуті та інших важких металів, що вчені з МДУ ім. М.В. Ломоносова навіть пропонують використовувати її для очищення навколишнього середовища від токсичних речовин.

Американські та німецькі дослідники нарахували 75 генів, які водорість запозичила у інших організмів — головним чином, у бактерій і архей. Наприклад, одна з «вкрадених» ділянок геному відповідає за видалення з клітин арсену, інша — контролює ферменти, що дозволяють знешкоджувати важкі метали. Вважають, що спільниками у захопленні Galdieria sulphuraria корисних ділянок геному виступили віруси.

Невбивані тихоходки

Вчені виявили два земних види, що виживають у відкритому космосі, — хірономіди і тихоходки (Hypsibius dujardini). Маленькі безхребетні тихоходки нітрохи не постраждали після 20 місяців перебування в рідкому кисні (мінус 193 градуси за Цельсієм) і восьмигодинного охолодження рідким гелієм (мінус 271), при тиску в шість тисяч атмосфер і під випромінюванням в 570 тисяч бер (смертельна доза для людини — 500 бер ). Більш того: вони зберегли здатність до розмноження.

Згідно з роботою американських генетиків, близько 18% ДНК (понад 6500 генів з 38 тисяч) тихоходки запозичили у архей, бактерій, рослин і навіть грибів.

Вчені припускають, що безхребетні вбудували в свій геном корисні ділянки чужої ДНК проти волі. При несприятливих умовах тихоходки висихають — доля води в організмі знижується до 1%, а ДНК, швидше за все, розпадається на великі фрагменти. Коли труднощі позаду, волога повертається, і особливі білки «зшивають», відновлюють пошкоджену ДНК. У цей момент в геном і можуть потрапити чужорідні гени.

У результаті ДНК тихоходок перетворилася на свого роду мозаїку зі своїх і чужих ділянок, що дозволяє жити практично скрізь — від Гімалаїв (ці безхребетні помічені на висоті шість тисяч метрів над рівнем моря) до морських глибин (чотири тисячі метрів).

Якщо схрестити молюска з водорістю

Черевоногі молюски Elysia chlorotica, що поширені уздовж атлантичного узбережжя США і Канади, — єдині відомі науці багатоклітинні організми, здатні до фотосинтезу. Вони харчуються морськими водоростями Vaucheria litorea, але хлоропласти — органели, які виконують фотосинтез — не перетравлюють їх, а відкладають в травних залозах на чорний день. Якщо поблизу раптом не виявиться їжі, молюски виживуть за рахунок енергії сонячного світла, переробляючи вуглекислий газ і воду в глюкозу. У ДНК Елізій вбудований ген, що відповідає за відновлення хлоропластів, і потрапив він туди, як вважають вчені, з генома водоростей.

Частково люди

Як з’ясували дослідники з Кембриджського університету, в людській ДНК є ділянки, що дісталися нам від вірусів і бактерій. Порівнявши геноми сорока видів тварин, від плодових мушок до вищих приматів, вчені встановили, що 145 ділянок ДНК потрапили до людини за допомогою горизонтального переносу. Як саме запозичені гени вплинули на обмін речовин, імунні реакції та інші процеси в нашому організмі, поки неясно.


Джерело: cryptozoo.ru
Переклад: Kurai

Рейтинг читателей
[Всего: 1 Средний: 5]

Добавить комментарий

0
Web Design BangladeshWeb Design BangladeshMymensingh