Наверное, два последних открытия американских ученых, не абы как порадовали бы Станислава Лема, который написал в свое время сатирическую повесть «Вторжение с Альдебарана». Где армия главных героев — альдебаранских захватчиков — была случайно разбита в Центральной Европе пьяным водителем грузовика, а космический корабль пришельцев местные крестьяне растащили на самогонные аппараты. Все это выглядит очень смешно, если бы не способность микроскопических многоклеточных животных-коловраток «тырить» все, что «плохо лежит». Собственно, коловратки не делают самогонных аппаратов, а воруют чужую ДНК…
Передача ДНК
Биологам уже давно известный факт передачи ДНК от бактерии к бактерии, такое явление получило название горизонтальный перенос генов. Оно повсеместно наблюдается между различными бактериями, если хотя бы одна бактерия вырабатывает устойчивость к антибиотикам или антисептикам, свою ДНК она передает другим бактериям и не только своего вида, но и других. И тогда ученые должны искать новый медицинский препарат от той или иной болезни.
Трое гарвардских ученых — Евгений Гладишев, Мэтью Месельсон и Ирина Архипская открыли горизонтальный перенос генов у коловраток. Эти микроскопические многоклеточные животные встречаются повсеместно — от влажной почвы в озере, до прудов и аквариумов. Самое интересное, что у них нет полового процесса — вертикального переноса генов, — они размножаются без оплодотворения.
Проанализировав ДНК коловраток, ученые обнаружили в ней гены организмов совершенно разных эволюционных групп: грибов, растений, других животных и даже бактерий! Но, самое неожиданное то, что организм коловратки активно эксплуатирует захваченные гены. Все они вполне полноценные, то есть имеют участки, отвечающие за запуск считывания информации — участки, кодирующие белок, и участки, которые отвечают за остановку считывания информации.
К тому же, оказалось, что в цепях ДНК, захваченных у бактерий, вмонтированы интроны — «бессловесные» пробелы, которые в процессе подготовки к синтеза белка — удаляются. Но для бактерий такие вставки вообще несвойственны, то есть бактериальная ДНК полностью ассимилировалась новым хозяином. Еще одним неожиданным фактом стало то, что почти все «гены-поселенцы» сконцентрированы на конечных участках ДНК — теломерах.
Ученые объясняют явление захвата чужих генов коловратки тем, что во время пересыхания среды обитания, клетки коловраток частично разрушаются и ДНК из съеденных ими бактерий, водорослей, грибов и животных, проникает в их внутреннюю среду, где «доклеивается» к клеточным хромосомам. Чужие гены дают возможность коловраткам выживать, например, во время пересыхания водоема. Получив новый ген, далее коловратки подлежат, как и все другие организмы, естественному отбору, который отметает самых неподготовленных.
Сложные организмы
В то же время, когда одни исследовали примитивных коловраток, другая группа ученых из Техасского университета в Арлингтоне — Джон Пейс, Клемент Гильберт, Марлена Кларк и Цедрик Фещот — сделали еще более поразительное открытие — горизонтальный перенес генов между позвоночными! Они проанализировали ДНК 27-и позвоночных животных и у 8 из них обнаружили странные гены, которые были похожи между собой на 96 процентов и повторялись по 100 000 раз!
Самое интересное, что эти 8 существ были очень далеки от родственных: 3 крысы, летучая мышь, бурая ночница, опоссум, африканский еж, ящерица анолис и африканская когтистая лягушка — как видим общество отборное. Тогда как у их ближайших родственников эти гены не обнаружены. Ученые считают, что эти гены были получены животными от амфибий около 30000000 лет назад, благодаря поксвирусам, совершившие перенос. Сейчас ученые ищут причины такого выборочного горизонтального переноса генов между почти неродственными организмами.
Мы же зададимся вопросом: если возможен горизонтальный перенес генов между высокоорганизованными животными, то мы, кошка, курица или лягушка является одним видом?…
Андрей М. Заморока
