Разжиться чужим. Ученые выяснили, у кого есть ген защиты от токсинов

Разжиться чужим. Ученые выяснили, у кого есть ген защиты от токсинов

Исследователи обнаружили в ДНК насекомых ген растения, защищающий от токсинов. Раньше считалось, что на захват чужеродных генов, или горизонтальный перенос, способны только микроорганизмы. Теперь все больше данных указывает на то, что этот механизм распространен гораздо шире и, вероятно, сыграл ключевую роль в эволюции.

Паразит крадет у жертвы

Табачная белокрылка паразитирует на шести сотнях диких и культурных растений. Это микроскопическое существо доставляет немало хлопот аграриям 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 тайну 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 токсинов. Проблема, однако, в том, что ген BtPMaT1 ранее находили только у представителей флоры.

Версию о том, что табачные белокрылки сами изобрели ген BtPMaT1, сочли маловероятной. Пока единственное объяснение — вредители захватили у жертв участок генома и встроили себе. Это первый доказанный случай горизонтального переноса генов между насекомыми и растениями. Все три вида табачных белокрылок, вероятно, приобрели ген-антидот примерно 86 миллионов лет назад, уже отделившись от общего с другими членами семейства предка.

Ученые вывели табачных белокрылок с выключенным геном BtPMaT1 и кормили их фенолгликозидами, выделенными из томатов. Все особи погибли. Значит, захваченный ген действительно работает. Этот эксперимент открывает путь к созданию более эффективных пестицидов.

Разжиться чужим. Ученые выяснили, у кого есть ген защиты от токсинов

Растение синтезирует токсичные фенилгликозиды для борьбы с вредителями, а также противоядие от него. В ходе эволюции табачная белокрылка позаимствовала растительный ген-антидот BtPMaT1 и встроила его себе в ДНК. Это позволило ей широко распространиться по миру и паразитировать на более чем 600 видах растений

Чужие гены

Геном микроорганизмов, словно губка, впитывает в себя фрагменты ДНК из окружающей среды. Захваченный ген встраивается в цепочку нуклеотидов и, если оказывается полезным, надолго сохраняет это место. Ненужные фрагменты со временем удаляются или выключаются. Простым безъядерным организмам это помогает приобретать новые свойства, приспосабливаться к меняющимся условиям среды, другим источникам питания. Это гораздо быстрее, чем следовать эволюционным путем.

Горизонтальный перенос генов противопоставляют вертикальному — когда генетическая информация передается от родителей к потомству между особями одного вида, реже — разных видов. Это свойственно организмам с развитой клеткой — эукариотам. Генетическое разнообразие достигается у них посредством естественного отбора и мутаций в геноме.

Разжиться чужим. Ученые выяснили, у кого есть ген защиты от токсинов

Источник ria.ru