Обмен генами — обычное дело для бактерий, манипулирующих полом насекомых

Бактерии группы Wolbachia адаптированы к беспозвоночным животным, таким как насекомые, пауки, скорпионы и черви. Они передаются через яйца самок и манипулируют соотношением полов в популяции, чтобы производилось больше самок. Это достигается разными способами: превращением генетических самцов в самок, уничтожением эмбрионов-самцов или обеспечением того, что неоплодотворённые яйца становятся самками. Чаще всего заражённые самцы не могут размножаться с незаражёнными самками, что даёт инфицированным самкам преимущество и позволяет инфекции быстро распространяться.

Исследователи из Уппсальского университета секвенировали весь геном бактерии, заражающей родственника плодовой мушки. Результаты, опубликованные в PNAS, показывают чрезвычайно высокую частоту обмена генами внутри этой группы бактерий.

• Геномный анализ показал, что эти бактерии несут гены, обычные для высших организмов, но редкие среди других бактерий. Учёные полагают, что бактерии «украли» эти гены из генома клетки-хозяина и теперь используют их для манипуляции соотношением полов.
• Механизм обмена: «С помощью вирусов эти бактерии обмениваются генами друг с другом, что приводит к быстрому распространению генов, которые, как считается, важны для манипуляции полом», — говорит Лиза Классон, одна из авторов исследования.
• Эволюционная мозаика: Геномы этих бактерий оказались эволюционной мозаикой, состоящей из фрагментов ДНК многих близкородственных бактерий. Каждый ген имеет свою собственную эволюционную историю, что создаёт бесконечный потенциал для изменчивости.

«Захватывает, что бактерии, имея всего около 1000 генов, могут контролировать сложные процессы развития и поведение насекомых», — отмечает Сив Андерссон.

В будущем понимание того, как меняются гены этих бактерий со временем и как работают механизмы манипуляции полом, может заложить основу для создания новых, экологически чистых инсектицидов против вредных насекомых, основанных на природных принципах.