Господар потрійної «симбіотичної матрьошки» користується чужими генами
Автор: Кирило Стасевич
У людини, як відомо, генів у п'ять разів більше, ніж у кишкової палички: 20 000 проти 4 100. не враховуються.) Навчившись вважати гени, ми неминуче мали запитати: скільки генів необхідне життя? Чи не для життя людини, не для життя бактеріальної клітини, а для життя взагалі? Експериментальним шляхом, послідовно вимикаючи бактеріальні гени, вдалося з'ясувати, що їх кількість можна зменшити до 302, і всі вони були потрібні для дійсно важливих процесів, як копіювання ДНК або біосинтезу білка.
І слідом за цим дослідникам захотілося дізнатися, чи немає в природі організму, який би сам собою обходився такою мінімальною кількістю генетичної інформації? Коли 1969 року відкрили бактерії мікоплазм , які мають всього 475 генів, всі вирішили, що і є найменший геном . (Віруси в розрахунок не брали, тому що вони не розмножуються самі, а лише за допомогою чужих генів.) Але потім була виявлена бактерія Tremblaya princeps, чий геном складається лише з 120 генів.
Ця бактерія - симбіонт борошнистого червця Planococcus citri, причому сама вона служить господарем для бактерії Moranella endobia, геном якої складається вже з 406 генів. Ми вже розповідали про цей дивовижний матрьошечний симбіоз: бактерії допомагають черв'яку отримувати амінокислоти та вітаміни з рослинного соку, причому біохімічні процедури виконуються всіма трьома учасниками, що злегка нагадує конвеєр з поділом праці, в якому різні люди виконують різні роботи над однією.
Міжнародна група дослідників під керівництвом Джона Маккатчена з УніверситетуМонтани (США) вирішила дізнатися про генетичну історію цього незвичайного симбіозу, в якому жоден учасник не може вижити без інших. Виявилося, як пишуть вчені в Cell, симбіотична матрьошка складалася не так, як проста. Спочатку до черв'яка підселилася T. princeps, з якою комаха отримала можливість харчуватися рослинним соком. При цьому сама бактерія не забарилася позбутися більшої частини генів. І лише значно пізніше до симбіозу приєдналася M. endobia, яка, поживши якийсь час у черв'яку, перебралася всередину T. princeps. І тоді вже сама T. princeps отримала змогу зменшити кількість своїх генів до горезвісних 120 штук.
Все це змушує засумніватися в корисності концепції мінімального генома. Ідеальний набір генів, необхідних і достатніх підтримки життя, можна відтворити, очевидно, лише у лабораторії. У природі ж, чим менше генів залишається в організму, тим складніше сказати, чи живе цей організм за рахунок самого себе, чи підтримка приходить з боку - часом від давно зниклих "партнерів", як у випадку з "колишніми" бактеріями червця. І в результаті мінімальний геном виявляється певною мірою «сферичним конем у вакуумі».
Підготовлено за матеріалами New York Times. Зображення на заставці належить Shutterstock.