Дослідники виявили, що кілька видів тарганів несуть тисячі крихітних фрагментів ДНК, схожих на ДНК Blattabacterium cuenoti — бактерії-партнера, яка живе всередині родичів тарганів упродовж мільйонів років.
Читайте также: Меню для літаючого ящера. Молекулярний аналіз довів, що птерозаври полювали на кальмарів
Це не означає, що таргани в якомусь простому сенсі «частково складаються з бактерій». Але це доводить, що геноми тварин можуть бути набагато заплутанішими і тісніше пов’язаними з мікробним світом, ніж вважали раніше.
Гени можуть переміщуватися між неспорідненими видами через процес, який називають горизонтальним перенесенням генів. Автори дослідження описують це явище як цінне джерело генетичної варіативності та новизни — особливо тому, що воно дає організмам новий генетичний матеріал, не чекаючи повільних змін від батьків до дітей.
У бактерій це поширене явище. Мікроби живуть у тісному сусідстві, легко обмінюються генетичним матеріалом і часто поглинають ДНК зі свого середовища. Саме тому стійкість до антибіотиків може так швидко поширюватися серед бактеріальних популяцій.
У тварин усе інакше. Їхня ДНК зберігається всередині ядра клітини, і успадковуються лише ті зміни, які досягають сперматозоїдів або яйцеклітин. Це робить горизонтальне перенесення генів у складних тварин значно важче уявити.
Тарганів обрали не випадково — через їхні тривалі стосунки з Blattabacterium. Ця бактерія живе всередині спеціальних клітин і передається з покоління в покоління через яйця, отримуючи повторювані шанси на тісний контакт із ДНК господаря.
Ці тісні стосунки мають значення. Уявіть двох сусідів по кімнаті, які ділять тісну квартиру мільйони років. Здебільшого нічого драматичного не відбувається. Але за достатньо тривалий час окремі фрагменти можуть опинитися там, де їх ніхто не очікував побачити.
Читайте также: Навчилися у природи. Нова технологія дозволяє дронам прогнозувати власні несправності
Дослідники проаналізували геноми тарганів і термітів, включно з нещодавно секвенованими, і шукали фрагменти ДНК, що збігаються з Blattabacterium. Вони порівняли короткі бактеріальні геномні ділянки з 23 геномами тарганів і термітів, а потім перевірили, чи є ці збіги справжніми перенесеннями, а не забрудненням зразків чи помилками збірки даних.
Масштаб виявився вражаючим. Австралійські таргани підродин Panesthiinae та Geoscapheinae мали понад 3000 вставок горизонтального перенесення генів. За словами авторів, це більш ніж у 10 разів перевищує попередню максимальну оцінку для інших еукаріотів, за винятком коловерток.
У ширшому огляді дослідження науковці нарахували 40 485 вставок, похідних від Blattabacterium, у 18 геномах тарганів. Залежно від виду, кількість коливалася від 93 до 4900 вставок на геном.
Більшість цих фрагментів були крихітними. Команда враховувала збіги завдовжки щонайменше 50 пар основ, і багато з них узагалі не були генами. Це означає, що значна частина бактеріальної ДНК схожа радше на розкидані генетичні уривки, ніж на робочі інструкції.
Дані свідчать, що більшість вставок, імовірно, майже нічого не роблять. Вони могли випадково потрапити в геном і залишитися там, бо не завдавали достатньої шкоди, щоб еволюція їх видалила.
Читайте также: Південнокорейський прорив. Samsung та SK Hynix інвестують $518 млрд у виробництво чіпів для ШІ
