Новости биологии: блуждающий ген, стратегии магнустов, химера из Тихого океана

Наталья Торопова
Наталья Торопова
Блуждающий ген пойман

Ученым из Института морской микробиологии Общества Макса Планка (Германия) впервые удалось «увидеть» перемещение фрагмента генетического кода от одного организма к другому. Науке уже более 75 лет известны блуждающие гены, они же транспозоны — участки ДНК, способные к перемещению в пределах генома. Их открыла в 1948 году американский биолог Барбара Макклинток. Изучая мозаицизм (вариации окраски листьев и початков) кукурузы, она пришла к выводу, что его причиной являются изменения в геноме: определенные его участки могут передвигаться. За это открытие она получила Нобелевскую премию. Похожие по функциям участки генома, которые могут «перепрыгивать» на новые места с помощью копии РНК, называются мобильными интронами.

Обнаружение интронной РНК внутри клеток архей разными видами флуоресцентной микроскопии высокого разрешения. Желтый и зеленый цвета обозначают скопление «прыгающей» интронной РНК, бирюзовый — клетки бактерии-хищника (мелкие шарики), фиолетовый — ДНК археи-жертвы (длинные нити) [1]
Обнаружение интронной РНК внутри клеток архей разными видами флуоресцентной микроскопии высокого разрешения. Желтый и зеленый цвета обозначают скопление «прыгающей» интронной РНК, бирюзовый — клетки бактерии-хищника (мелкие шарики), фиолетовый — ДНК археи-жертвы (длинные нити) [1]
До сих пор подобные события удавалось лишь реконструировать по геномным данным; теперь их впервые удалось наблюдать непосредственно. Ученые изучали внедрение РНК от хищной бактерии Candidatus Velamenicoccus archaeovorus к археям Methanothrix soehngenii. Чтобы зафиксировать «вторжение», они создали сверхчувствительные молекулярные зонды, которые заставляют светиться «прыгающую» РНК на снимках под микроскопом. К слову, бактерия здесь — хищник в буквальном смысле слова, она нападает на беззащитную более крупную жертву, пробивает оболочку ее клетки и переваривает содержимое. Перенос генов здесь — побочный эффект, который ничего не дает хищнику — ведь клетки археи в этом процессе погибают, и как такового встраивания цепочки в итоге не происходит. Авторы работы характеризуют этот процесс как «прыжок в пустоту».

Значит ли это, что такие действия не имеют смысла? Вовсе нет. Возможно, в одной из множества попыток такой «инфильтрации» клетка жертвы выживет, цепочка генов сможет встроиться и придаст организму новые свойства. Что касается практики — изучение «прыгающих генов» важно для медицины, например для разработки новых вакцин и лекарств от опухолей.

К слову, транспозоны сыграли важнейшую роль в эволюции плаценты и беременности. В 2015 году международная группа ученых под руководством Винсента Линча обнаружила более тысячи «перемещенных» кусочков ДНК в плаценте, матке и гормональной системе разных видов млекопитающих — от сумчатых и яйцекладущих до человека — и проследила «включение» этих генов, позволяющих вынашивать плод, а не отторгать его, в ходе эволюции [2]. Так что прыгающие гены — это не только «паразиты», но и уникальное изобретение природы.

1. nature.com/articles/s41598-026-51721-6

2. uchicagomedicine.org/forefront/news/ancient-genomic-parasites-spurred-evolution-of-pregnancy-in-mammals

Межвидовое и внутривидовое сотрудничество: не всё так просто

О том, что животные разных видов могут сотрудничать друг с другом, нам хорошо известно, но почему и как возникают эти симбиозы, ученые не всегда могут однозначно понять. Изучать поведение в симбиозах важно хотя бы потому, что его участники вырабатывают понятную друг другу систему сигналов. Например, перелетные птицы разных видов способны передавать информацию о маршруте друг другу — это открытие стало сенсацией прошлого года. А в этом году ученые получили новые сведения о млекопитающих. Группа из 58 исследователей (США, Великобритания, ЮАР, ряд других стран) изучала поведенческие реакции различных групп животных, фиксировала визуальные, акустические и поведенческие сигналы, которые помогают разным существам согласовывать свои действия [3]. Особое внимание привлекла кооперация африканских полосатых мангустов и бородавочников. Бородавочники встают на колено, приглашая тем самым мангустов, чтобы те очистили их шерсть от клещей и других паразитов. Такое поведение широко распространено и подробно исследовано.

Карликовые мангусты под взором исследователя. Группа мангустов готовится к атаке соперников. Мангуст на страже. Фото: Shannon Wild, University of Bristol

Мангусты — небольшие хищники, живущие в стаях от 5 до 30 особей, — хорошая модель для изучения кооперационной эволюции, причем как межвидовой, так и внутривидовой. Так, коллектив ученых из Бристольского университета (Великобритания) под руководством докторов Джули Керн и Эми Моррис-Дрейк после десяти лет изучения карликовых южноафриканских мангустов показал, что у них развито стратегическое мышление [4]. Мангусты могут оценивать численность враждебной стаи сородичей и выстраивать стратегию боя за территорию. Постовые издавали больше звуков при обнаружении потенциальных захватчиков, а разведчики оценивали территорию при миграции, выбирали места для стоянки и ночевки стаи. Такое упреждающее планирование конфликтов, которое раньше считалось исключительной способностью человека и высших приматов, впервые убедительно показано и у мелких хищников.

3. sciencedirect.com/science/article/pii/S000334722600148X

4. nature.com/articles/s41559-026-03104-3

В полку́ насекомых прибыло

На данный момент описано свыше миллиона видов насекомых, но ученые считают, что их намного больше (по оценкам, минимум в пять раз). Ученые делают всё возможное, чтобы ликвидировать «белые пятна», и только за последние годы открыли десятки тысяч новых видов.

В этом году вышло несколько публикаций с описанием новых видов из Анголы. Международная группа изучала экосистему на плато Лисима Ангольского нагорья. Описано восемь новых видов стрекоз, а всего на этом плато было обнаружено 103 вида стрекоз — как равнокрылых, так и разнокрылых [5].

Vermitigris Тsangyanggyatso. Муха имени Далай-ламы. Фото: ZooKeys
Vermitigris Тsangyanggyatso. Муха имени Далай-ламы. Фото: ZooKeys

В прошлом году в Австралии на высоте 900 м энтомологи познакомились с самками гигантского палочника длиной до 40 см и весом до 44 г. Назвали его (точнее, ее — размеры указаны для самки палочника, которая крупнее самца) Acrophylla alta [6]. Этот новый вид является одним из самых тяжелых в мире насекомых и самым тяжелым в Австралии. До этого пальму первенства держал роющий таракан-носорог, вес которого доходит до 35 г.

Acrophylla alta, самка. Ross Coupland / Wikimedia Commons
Acrophylla alta, самка. Ross Coupland / Wikimedia Commons

В России в Хабаровске описан новый вид жужелицы, а в Красноярске — минирующей моли-пестрянки [7]. Кроме того, в этом году зафиксированы миграции насекомых из южных районов, и теперь «пришельцы» из других регионов и стран активно встраиваются в существующие экосистемы.

Изумрудная жужелица. Фото: ФГБУ «Заповедное Приамурье»
Изумрудная жужелица. Фото: ФГБУ «Заповедное Приамурье»

В Южной Америке обнаружено 15 видов ос-наездниц, известных тем, что они могут контролировать поведение своих жертв [8].

В Китае найден новый вид мух, личинки которых строят песчаные ловушки. Интересен не только факт открытия, но и то, что личинки были обнаружены в Тибете еще в 1978 году, но до 2025 года исследователям не удавалось поймать взрослых особей. Кстати, эта находка позволила понять, что червельвиные мухи обитают не только в тропической зоне Юго-Восточной Азии, они способны проникать и в другие климатические регионы. Назвали этих мух красиво — Vermitigris Tsangyanggyatso — в честь Цангьянга Гьяцо, шестого Далай-ламы [9].

5. edition.cnn.com/science/new-species-angola-the-wilderness-project-spc-c2e-intl

6. mapress.com/zt/article/view/zootaxa.5647.4.4

7. lenta.ru/news/2024/10/01/novyy-vid-nasekomyh-obnaruzhili-v-rossii/

8. mapress.com/zt/article/view/zootaxa.4719.1.1

9. zookeys.pensoft.net/article/184675/

Новая химера

Нет, речь не о мифических существах из Древней Греции, а о вполне реальных и крайне обворожительных животных. Биоразнообразие Тихого океана изучают вот уже почти столетие, теперь известно свыше 100 тыс. видов обитающих в нём живых существ, и ученые постоянно открывают новые. Прошлый год не стал исключением.

В рамках программы Ocean Census в разных точках тихоокеанского шельфа были обнаружены три новых вида химерообразных. Один — в Коралловом море у побережья Квинсленда (Австралия) [10]; другой — недалеко от Коста-Рики [11]; и еще один — у берегов Таиланда [12]. Все они внесены в таксономические справочники и подробно описаны — от внешнего строения до расшифровки ДНК.

Химера, обнаруженная у берегов Австралии. The Nippon Foundation-Nekton Ocean Census / CSIRO
Химера, обнаруженная у берегов Австралии. The Nippon Foundation-Nekton Ocean Census / CSIRO

Химеры, или призрачные акулы, принадлежат к числу древнейших рыб на земле. Они относятся к хрящевым рыбам — подклассу цельноголовых — и представляют собой что-то среднее между акулами и скатами. Самые крупные виды достигают 2 м, а вот те, что были обнаружены, не превышают 57 см. Обитают они на глубине от 390 до 800 м. Их еще называют рыбами-крысами, потому что у них длинный и тонкий хвост.

10. oceancensus.org/press-release-scientists-discover-over-1100-new-marine-species-in-landmark-ocean-census/

11. mapress.com/zt/article/view/zootaxa.5828.3.7

12. lkcnhm.nus.edu.sg/wp-content/uploads/sites/10/2024/03/RBZ-2024-0006.pdf

Наталья Торопова

Подписаться
Уведомление о
guest

0 Комментария(-ев)
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...