Тараканы давно славятся своей способностью выживать в самых суровых условиях, нейтрализовать токсины и даже регенерировать конечности. Оказалось, что секрет их невероятной стойкости кроется в масштабной генетической краже, которая произошла на заре их эволюционной истории.
Группа исследователей из Сиднейского университета провела глубокий анализ генома тараканов и обнаружила явление, которое редко встречается у сложных многоклеточных организмов. Результаты работы, опубликованные в журнале PNAS, показали массивный горизонтальный перенос генов (ГПГ) между насекомыми и микроорганизмами.
Симбиоз на уровне генов
Главным «донором» генетического материала выступила бактерия Blattabacterium cuenoti. Ранее было известно, что она обитает внутри тараканов и помогает им в переработке азота. Однако ученые не подозревали о масштабах их взаимодействия.
В отличие от традиционных исследований, искавших сложные белковые структуры, на этот раз биологи обратили внимание на небольшие некодирующие фрагменты ДНК. Результат оказался ошеломляющим: в геноме насекомых было найдено 40 485 фрагментов ДНК бактерии. Для сравнения, ранее максимальное количество перенесенных генов у эукариотов не превышало трехсот.
Эволюционное преимущество
Сравнив геномы 18 видов тараканов и родственных им термитов, исследователи выяснили, что интеграция чужеродной ДНК началась еще до того, как эти виды разделились на эволюционном древе. В то время как большинство термитов впоследствии утратили связь с B. cuenoti, тараканы сохранили и интегрировали этот материал.
Ученые предполагают, что поглощение фрагментов ДНК сделало геном тараканов более универсальным и устойчивым. Внедренные участки, сохраняющиеся почти 29 млн лет, могли взять на себя важные функциональные роли. Дальнейшие исследования помогут выяснить, какие конкретно суперспособности насекомые получили благодаря этим бактериальным «вставкам».
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые выявили три гена, которые оказались связаны с шестью психическими расстройствами.
