Вчені секвенували організм віком у 18 мільйонів років, який клонував себе
Асексуальний вцілілий
Вперше команда дослідників провела секвенування крихітного, виключно безстатевого виду хробака, який виник близько 18 мільйонів років тому. Ця робота підтверджує, що цей вид є одним з найстаріших відомих живих істот безпородних тварин. Дослідження також пояснює, як цей черв'як ухилився від безвиході, який, як правило, бачать безстатеві організми завдяки силам еволюції.
«Вчені намагалися зрозуміти, як деякі тварини можуть виживати протягом мільйонів років без сексу, тому що таке суворе, довгострокове утримання дуже рідко зустрічається в тваринному світі», - сказав професор біології Нью-Йоркського університету і співавтор Девід Фітч в прес- релізі. «Це явище є значним в розумінні еволюційної генетики, оскільки воно суперечить загальноприйнятій поданням: що потрібно статеве розмноження для усунення шкідливих мутацій і адаптації до змінного середовища».
Спадкування копій генів обох батьків зазвичай є хорошим страховим полісом для тварин; він запобігає накопиченню мутацій, які можуть виявитися шкідливими, процес, відомий як комплементація.
«У довгостроковій перспективі виробництво потомства за допомогою статевого акту дозволяє адаптуватися до умов, що змінюються з плином часу, тому що воно виробляє варіації за допомогою генетичного перетасовки або рекомбінації», - пояснив Fitch у випуску. «Однак, оскільки така перетасування не зустрічається у безпородних видів, вони, як правило, швидко вимирають. Таким чином, в біології давно існує загадка, як деякі асексуальні тварини вижили протягом багатьох поколінь».
Diploscapter pachys, новосерійний черв'як, являє собою невеликий, прозорий, безстатевий, свободноживущий круглий хробак (також відомий як нематода). Він тісно пов'язаний з Caenorhabditis elegans, сексуальним організмом, звичайно використовуваним для біомедичних досліджень. Команда отримала генеалогію D. pachys з використанням ДНК, щоб показати, що вона виникла приблизно 18 мільйонів років тому серед групи виключно безстатевих видів.
Клони, створені для виживання
Оскільки команда досліджувала, як D. pachys більш детально відтворює, вони виявили, що процес створення зародкових клітин був змінений, щоб запобігти рекомбінацію - щось спільне в багатьох інших безстатевих організмах. «В принципі, тварини клонували себе», - заявив Фітч у випуску.
Крім того, вчені з подивом дізналися, що клони D. pachys містять тільки одну пару хромосом. Партії з одного хромосомою, подібні до цієї, надзвичайно рідкісні у вищих організмах; насправді, є тільки два інших відомих виду тварин з однієї хромосомної парою. Навіть дуже схожі види, такі як C. elegans, мають від 5 до 7 хромосом.
Потім команда секвенований геном D. pachys. Вони прагнули перевірити структуру одиночній хромосоми, з'ясувати, чи виникла вона в міру втрати інших хромосом, або ж це було насправді скомбіновано з декількома спадковими хромосомами. Вони виявили, що D. pachys пропускає мейоз - процес, за допомогою якого статеві організми зменшують удвічі їх хромосоми і продукують гамети, а також рекомбінацію. Замість цього черв'як зливає шість хромосом свого предка в єдину хромосому, зберігаючи високу генетичну різноманітність безстатевим.
"Таким чином, таємниця його довголіття, мабуть, в значній мірі вирішена: D. pachys долає недоліки безстатевого розмноження, зберігаючи генетичну варіативність, а разом з нею і доповнюючи", - пояснив Фітч. «Як це не парадоксально, це досягається за рахунок того, що між копіями генів немає рекомбінації. Якби були, відмінності між копіями генів могли бути втрачені. Фактично, D. pachys позбувся декількох генів, необхідних для створення механізму рекомбінації, який існує в сексуальних організмах ».
Вивчення цих результатів може допомогти вченим поглибити розуміння безстатевого розмноження і може мати наслідки для відтворення людини в майбутньому. Ця робота може дати уявлення про те, як люди можуть коли-небудь створювати клони, які виживають протягом кількох поколінь, уникаючи смерті і зникнення на рівні видів.
Література: Eurekalert, PBS
