Комары научились выживать без критически важного гена

Технологии

ТАСС, 30 сентября. Молекулярные биологи выяснили, что комары – уникальные насекомые, которые могут жить без критически важного гена prd. Он управляет формированием сегментов тела членистоногих. Результаты исследования опубликовал научный журнал Communications Biology.

На эту темуКомар-иммигрант работает дождевым червем в Антарктиде

"Тело каждого членистоногого разделено на сегменты. Мы думали, что оно формируется по одним и тем же принципам, однако эксперименты с комарами показали, что это на самом деле не так", – рассказала Элис Джарвела, молекулярный биолог из Мэрилендского университета (США) и один из авторов работы.

В геноме каждого многоклеточного существа есть небольшой набор генов, которые критически важны для формирования организма и его работы после появления на свет. Как правило, если они повреждаются, то эмбрион просто не формируется или умирает на ранних стадиях развития.

Ярким примером такого гена считал prd (от английского paired – "спаренный"), который управляет процессом формирования сегментов внутри эмбрионов насекомых и связан с множеством других важных процессов их роста. Опыты на мушках-дрозофилах и других членистоногих показывают, что его повреждение гарантированно приводит к гибели эмбрионов на первых стадиях развития.

Секреты выживания комаров

Джарвела и ее коллеги случайно открыли исключение из этого правила. Они изучали, как различается структура prd у представителей разных видов кузнечиков, а также родов и семейств других насекомых. Сравнивая структуру их ДНК, молекулярные биологи заметили, что у всех видов комаров, геном которых ученые расшифровали, этот ген был поврежден.

Узнав об этом, биологи решили выяснить, как комары смогли выживать с потенциально смертельной мутацией. Также они попытались узнать историю ее появления, сопоставив наборы мутаций в геноме комаров и их ближайших родичей – мух.

Этот анализ натолкнул Джарвелу и ее коллег на мысль, что роль prd в геноме комаров может выполнять другой, похожий на него участок ДНК – ген gsb. Он управляет поздними стадиями формирования сегментов в организме будущей личинки этих насекомых. Руководствуясь этой идеей, биологи "отключили" gsb в геноме нескольких зародышей малярийных комаров вида Anopheles stephensi с помощью геномного редактора CRISPR/Cas9.

В результате развитие этих эмбрионов остановилось и они погибли, приобретя примерно такой же вид, как и аналогичные зародыши мушек с отключенным геном prd. Это подтвердило подозрения ученых и указало на то, что эволюция "перепрофилировала" ген gsb в геноме комаров, заставив его выполнять те же функции, которые раньше были возложены на prd.

Подобное открытие, как отмечают исследователи, говорит о том, что одни и те же критически важные жизненные процессы в организме разных представителей живого мира могут быть связаны с совершенно разными участками ДНК. В ближайшее время Джарвела и ее коллеги планируют выяснить, насколько часто возникают подобные перемены в характере работы жизненно важных генов. Это критически важно для того, чтобы верно оценивать роль этих генетических сдвигов в эволюции насекомых и других живых существ.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономика и политика на EconomPolit.ru