Паразитические цветы «крадут» у своих хозяев больше генов, чем считалось ранее
Исследователи из Гарварда обнаружили, что паразитическая «трупная лилия» (Rafflesiaceae) из тропических лесов Юго-Восточной Азии, несмотря на более чем 100 миллионов лет эволюционного расхождения, делит значительные части своего генома со своими растениями-хозяевами из семейства виноградовых.
Горизонтальный перенос генов между паразитом и хозяином
Сходство геномов объясняется процессом горизонтального переноса генов — передачей генетического материала между организмами без полового размножения, в отличие от вертикального наследования от родителей.
Исследование, опубликованное 6 июня в журнале BMC Genomics, показало, что такой генетический обмен между этими растениями гораздо более распространён, чем предполагалось. Некоторые «заимствованные» гены, вероятно, функциональны и, возможно, заменили унаследованные вертикальным путём копии.
«Мы обнаружили, что несколько десятков активно транскрибируемых генов, вероятно, произошли от растения-хозяина», — сказал Чжэньсян Си, первый автор статьи. «Кроме того, мы нашли доказательства, что около трети собственных вертикально унаследованных генов паразита эволюционировали, чтобы стать более похожими на гены хозяев».
Эволюционное преимущество и «геномная мимикрия»
Процесс может давать паразиту эволюционное преимущество. Заимствованные гены охватывают широкий спектр функций: дыхание, метаболизм и, возможно, защиту.
«Эти данные могут отражать своего рода геномный камуфляж или геномную мимикрию для паразита», — предположил профессор Чарльз Дэвис.
Разгадка эволюционной тайны
Исследование основано на работе Дэвиса 2004 года, которая пыталась объяснить эволюционное происхождение этих «экстремофилов». Эти растения утратили многие гены, связанные с фотосинтезом, что затрудняло их классификацию.
Применение новых геномных инструментов не только помогло найти ближайших родственников гигантских цветов, но и выявило удивительный факт — участки генетического кода паразита были больше похожи на код хозяина.
«Эти виды довольно сильно эволюционно разошлись, но при этом находятся в очень тесном физическом контакте», — отметил Дэвис. «Паразит буквально не может жить, не находясь внутри хозяина. Наше исследование стало одним из первых, показавших, что паразитические системы с тесным физическим контактом — это область, где происходит горизонтальный перенос генов».
Независимая генетическая конвергенция
Исследование вышло за рамки просто заимствованных генов. Учёные обнаружили, что вертикально унаследованные гены паразита также стали молекулярно очень похожи на гены хозяина.
«Мы считаем, что гены паразита независимо сходятся к генетическому коду хозяина», — пояснил Дэвис. «Если это правда, то это довольно дьявольская стратегия со стороны паразита».
Таким образом, паразит не просто «крадёт» гены, но и учится «говорить на генетическом языке» своего хозяина, что может облегчать горизонтальный перенос и интеграцию новых генов.