Секрет успеха цикад — крошечные бактерии
Молекулярный биолог Джон Маккатчен из Университета Аризоны вместе с профессором экологии и эволюционной биологии Нэнси Моран исследовал взаимосвязь цикад с симбиотическими бактериями, живущими внутри них.
Цикады достигают огромной численности, являясь одними из самых многочисленных травоядных в некоторых лесах Северной Америки, несмотря на скудный рацион. Они проводят от 2 до 17 лет под землёй, питаясь исключительно соком корней растений, который беден питательными веществами.
Личинки цикад дополняют свой рацион за счёт симбиоза с двумя видами специализированных бактерий, живущих в особых клетках насекомых. Цикады предоставляют бактериям пищу и убежище, а те, в свою очередь, производят необходимые питательные вещества, в основном аминокислоты, которых нет в растительном соке.
Исследователи обнаружили, что один из симбионтов цикад, Hodgkinia cicadicola, обладает самым маленьким набором генов среди всех известных клеточных организмов. Его геном необычен и другими чертами:
- ДНК бактерии имеет высокую долю гуанина и цитозина, что противоречит прежним представлениям о связи размера бактериального генома с содержанием этих оснований.
- Код, который Hodgkinia использует для трансляции генетической последовательности в белки, отличается от кода большинства других организмов.
- Бактерия способна синтезировать сложный витамин B12.
Отношения между сосущими сок насекомыми и некоторыми их симбионтами прослеживаются более чем на 200 миллионов лет в прошлое. Такие чрезвычайно маленькие геномы начинают стирать грань между автономной жизнью и органеллами (некоторые хлоропласты имеют больше генов, чем Hodgkinia).
Следующим шагом проекта является попытка понять, как эти бактерии живут с таким малым количеством генов.