Растения крадут гены для улучшения паразитических способностей

Москва, 10:40, 23 Июл 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Ученые из Университета штата Пенсильвания (Penn State) и Политехнического института и университета Виргинии выяснили, что паразитические растения крадут генетический материал у хозяев, чтобы эффективнее выкачивать из них питательные вещества.

Команда обнаружила, что повилика крадет большое количество материала у носителей, включая более 100 функциональных генов, сообщает eurekalert.org. Добыча помогает выкачивать питательные вещества из носителя и даже возвращать ему ДНК.

Результаты исследования представлены в Nature Plants.

«Горизонтальная передача генов – распространенный бактериальный механизм, помогающий, в частности, выработать устойчивость к антибиотикам, — сказал профессор Клод де Памфилис из Penn State, старший автор работы. – Мы не наблюдаем большое количество примеров переноса в сложных организмах. Даже если он возникает, генетический материал обычно не используется. Исследование показало один из беспрецедентных случаев функционального горизонтального переноса».

Повилика получает ДНК хозяина с пищей. Ранее ученые фокусировались на переносе отдельных генов. Здесь использовалась база данных экспрессии геномного масштаба. Ученые выявили 108 генов, переданных повилике горизонтальным переносом, и функционирующих в паразите. Они способствовали активации защитных механизмов и метаболизму аминокислот. Украденные гены производили микро РНК, действующие как оружие против носителя. Ученые также проанализировали их эволюцию.

«Мы сравнили последовательности близкородственных генов в поисках специфической сигнатуры их функциональных изменений, — сказал де Памфилис. – Определенные виды мутаций не влияют на кодируемые белки и, соответственно, функции структуры. Их большое количество предполагает, что естественный отбор помогает сохранить протеины».

Из 108, 18 генов присутствовали во всех рассмотренных повиликах. Вероятно, они были украдены их предком и сохранены современными видами.

«Это – первое свидетельство проявления горизонтального переноса на ранних стадиях эволюции паразитических групп, — сказал де Памфилис. – Данные 18 генов могли поспособствовать развитию вида».

Специалисты также определили 42 региона в геноме повилики, появившиеся в результате горизонтального переноса, но не содержащие функциональных генов.