Політичні діячі, юристи, політики, журналісти, громадські активісти (інтерв'ю 1950-х) (лютий 2021)

хробаків

Дослідження, проведене UMD, виявляє, що запліднюючі черв'яки втратили чверть свого геному, включаючи гени, які роблять сперму конкурентоспроможною.

Розмноження у більшості видів вимагає розмноження між двома особинами. Але деякі глисти розвинули здатність ходити поодинці. У цих видів лише один може розмножуватися для отримання потомства.

Нове дослідження в Університеті штату Меріленд показало, що набуття цієї здатності, відомої як "самогубство", може призвести до того, що види глистів втратять чверть свого геному, включаючи гени, які дають чоловічій спермі конкурентну перевагу під час спарювання.

"Наші результати свідчать про те, що гени, важливі протягом десятків мільйонів років, можуть раптово стати непотрібними або відповідальними, навіть якщо статева система зміниться", - сказав Ерік Хааг, професор біології в UMD і керівник дослідження в дослідженні, опубліковане в журналі Наука. 5 січня 2018 р.

Мільйони років тому вид дрібного хробака, який називається Caenorhabditis briggsae, розвивав здатність до розмноження шляхом самогубства. Як результат, більшість C. briggsae - це гермафродити з чоловічими та жіночими статевими органами. Гаазька група, яка зосереджується на гендерному розвитку, давно вивчала C. briggsae через її незвичну репродуктивну поведінку.

Щоб вивчити, як самооцінка сформувала розвиток C. briggsae, Еріх Шварц, доцент кафедри молекулярної біології та генетики в Університеті Корнелла та співавтор дослідження, здійснив секвенування геному Caenorhabditis nigoni, найближчого родича C. briggsae, C. nigoni завжди відтворюються шляхом поєднання з іншими особинами або проникнення. Порівнюючи геноми двох видів, дослідники виявили, що суїцидальні черви C. briggsae мали на 7000 генів менше, ніж C. nigoni. З часом C. briggsae втратив близько чверті свого геному.

Оскільки два хробаки відрізняються головним чином способом розмноження, дослідники висунули гіпотезу, що перехід від переходу до самоушкодження призводить до втрати генів. Для підтвердження цього вони порівняли активність генів у чоловіків та самок C. nigoni та виявили, що майже три чверті генів, які втратили C. briggsae, були більш активними у самців C. nigoni, ніж у жінок.

У пошуках можливих статевих функцій для втрачених генів дослідники зосередили увагу на сімействі "секретованих чоловіком коротких" (mss) генів, яких C. nigoni не мав, але не мав C. briggsae. Насправді, жоден відомий самокористувальний вид Caenorhabditis не має генів mss. А гени mss активні лише у самців глистів, що переходять у транзитних видах, згідно з попередніми дослідженнями Гааги, Шварца, колишньої студентки UMD Крістел Томас (доктор філософії '11, Молекулярна та клітинна біологія) та колишньої студентки UMB Ребекки Фельде (BS13, біологічних наук).

Використовуючи засіб редагування генів під назвою CRISPR, дослідники вилучили чотири гени mss з другого кросу, Caenorhabditis remanei. Як результат, сперма чорних хробаків C. remanei, які не мають білків, кодують гени mss, не може конкурувати зі спермою в чоловічих генах C. remanei дикого типу. На відміну від цього, коли дослідники вставляли гени mss у самців черв'яків C. briggsae, їх сперма виділяла сперму з самців C. briggsae дикого типу та з гермафродітів C. briggsae дикого типу.

Дослідники також виявили, що гени mss кодують короткі білки, які покривають поверхню клітин сперми. У сукупності результати показують, що гени mss дають спермі чоловічого глиста конкурентну перевагу під час спарювання.

"Той факт, що всі види самогубців втратили гени MSS, свідчить про те, що ці гени, дуже корисні для чоловічих та жіночих статевих глистів, шкідливі для глистів, які більше не мають статевих стосунків між собою", - сказав Хааг. "Ми спостерігаємо еволюційний образ того, як вид налаштовує розмноження".

Самі види глистів можуть втратити гени mss, оскільки конкурентоспроможна чоловіча сперма шкідлива, вважає Гаага. Під час дослідження вчені виявили, що більш конкурентоспроможна чоловіча сперма змінила статеве співвідношення виду до більшого чоловічого виробництва. Цей зсув може поставити під загрозу виживання глистів, оскільки занадто багато чоловіків уповільнює зростання популяції, і в дикій природі глисти повинні розмножуватися якомога швидше, щоб вижити.

Експерименти, що підтверджують, що конкуруючі чоловічі сперми можуть пошкодити C. briggsae, знаходяться в стадії розробки, сказав Да Інь, випускник кафедри біологічних наук в Гаазі і перший автор дослідження.

"Ми почали порівнювати ріст популяцій C. briggsae з генами та без генів mss, що дозволяє нам перевірити, чи можна гени mss видалити з геному C. briggsae шляхом відбору", - сказав Інь. "Наша гіпотеза полягає в тому, що популяції C. briggsae з генами mss будуть рости повільніше, оскільки в них більша кількість чоловіків".

Продовжуючи, Гаага та його колеги також планують дослідити, як гени MSS допомагають спермі конкурувати. Вони також хочуть пролетіти через 7000 втрачених генів, щоб виявити свою роль у C. briggsae.

"Дуже невелика, але важлива кількість генів може відігравати дуже довгу роль у спарюванні ролей чоловіків і жінок, які зійшлися лише до того, як життя тварин почалося 700 мільйонів років тому", - сказав Шварц.

Дослідницька робота "Швидка коагуляція геному в самодіючій нематоді виявляє білки, що конкурують за спермою". опубліковано в журналі Science 5 січня 2018 року.