Ученые задокументировали редкий перенос ДНК между животными и растениями
Исследовательская группа под руководством доктора Клаудио Казолы из Texas A&M AgriLife Research обнаружила, что группа последовательностей ДНК в соснах, елях и других хвойных была перенесена от насекомых к предку этих деревьев около 340 миллионов лет назад.
Их работа "An Ancient Trans-Kingdom Horizontal Transfer of Penelope-like Retroelements from Arthropods to Conifers" была опубликована в журнале Genome Biology and Evolution.
Ключевые открытия:
- Ученые назвали эти последовательности ДНК хвойных "Дриадами" — по имени древнегреческих нимф, обитающих в деревьях.
- "Дриады" представляют собой подсемейство Penelope-like ретроэлементов — мобильных генетических элементов (ДНК-повторов или транспозонов), которые копируют себя через стадию РНК (ретропозиция).
- До этого открытия Penelope-like ретроэлементы были известны только у животных.
- Анализ геномов 1029 видов, не являющихся ни животными, ни хвойными, показал, что предполагаемые находки у других растений были результатом загрязнения ДНК.
- Эксперименты, включая флуоресцентную in situ гибридизацию (FISH), подтвердили, что "Дриады" отсутствуют у близкородственных хвойным растений (саговников и гинкго). Это позволило датировать перенос: между отделением предков хвойных от других растений и дивергенцией современных групп хвойных (~340 млн лет назад).
Значение и последствия:
- Транспозоны, такие как "Дриады", могут влиять на активность и структуру генов, формируя признаки организма.
- Попадая в новый геном, где защитные механизмы хозяина еще не адаптированы, транспозоны могут начать активно размножаться. Вероятно, так и произошло с "Дриадами", которые создали сотни тысяч копий за последние 340 миллионов лет.
- Ученые полагают, что "Дриады" значительно изменили геномный ландшафт предков хвойных и, возможно, все еще вносят изменения.
- Сейчас активность "Дриад" в геноме сосны лоблольной, по-видимому, относительно низка.
Планы на будущее:
Следующими шагами исследования будут:
- Понимание того, как хромосомы и гены хвойных были затронуты амплификацией "Дриад".
- Выяснение, связаны ли различия в "Дриадах" и других ДНК-повторах между отдельными деревьями сосны лоблольной с различиями в таких признаках, как засухоустойчивость и устойчивость к вредителям.