Геномы паразитических ос открывают новые возможности для борьбы с вредителями и генетики

Учёные под руководством Джона Х. Веррена из Рочестерского университета и Стивена Ричардса из Baylor College of Medicine секвенировали геномы трёх видов паразитоидных ос рода Nasonia. Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что эти насекомые могут быть полезны для борьбы с вредителями, медицины и понимания генетики и эволюции.

• Роль в экосистеме: Паразитоидные осы — высокоспециализированные естественные враги насекомых-вредителей. Существует более 600 000 их видов.
• Преимущество перед пестицидами: В отличие от химических пестицидов, они действуют избирательно, как «умные бомбы», что делает их экологически предпочтительнее.
• Практическое применение геномов: Расшифровка геномов Nasonia позволит:
  • Определять гены, отвечающие за выбор жертвы.
  • Устанавливать пищевые потребности для массового разведения.
  • Изучать яды ос, которые можно использовать в борьбе с вредителями и как потенциальный источник новых лекарств.

Nasonia как новая модель для генетических исследований

• Уникальные генетические преимущества: Самцы Nasonia имеют гаплоидный набор хромосом (один), как у дрожжей, что упрощает изучение взаимодействия генов. В отличие от плодовых мушек, у этих ос, как и у позвоночных, происходит метилирование ДНК, регулирующее активность генов.
• Изучение эволюции: Наличие геномов трёх близкородственных видов позволяет изучать генетические изменения на ранних этапах видообразования. Одно из ключевых открытий — быстрая эволюция митохондриальной ДНК у Nasonia и коадаптирующихся с ней ядерных генов. Это вызывает проблемы у гибридов и может служить моделью для изучения человеческих болезней, связанных с митохондриями, а также проблем фертильности и старения.
• Горизонтальный перенос генов: Обнаружено, что Nasonia приобретала и использовала гены от бактерий и поксвирусов (родственников вируса натуральной оспы). Это может быть важным механизмом эволюционных инноваций у животных.

Сопутствующее исследование в PLoS Genetics

В отдельной работе впервые для Nasonia идентифицирована ДНК, ответственная за количественный признак. Установлено, что различия в развитии у близких видов вызваны изменениями в некодирующей ДНК (регуляторные области), а не в белках. Это вносит вклад в дискуссию о причинах эволюционных различий между видами.

Учёные надеются, что потенциал Nasonia привлечёт больше исследователей для работы в областях от контроля вредителей до фундаментальной генетики.