Как иммунные гены стали обонятельными у грызунов
Исследователи из Женевского университета (UNIGE) выяснили, как рецепторы Fprs, изначально выполнявшие иммунную функцию, приобрели новую роль в обонятельной системе некоторых млекопитающих.
От иммунитета к обонянию
В 2009 году та же команда показала, что рецепторы Fprs, которые у иммунных клеток связываются с молекулами патогенов, присутствуют и в носу мышей — вероятно, для обнаружения заражённой пищи или больных сородичей. Новое исследование в PNAS описывает эволюционный путь, по которому эти рецепторы перешли из иммунной системы в нейронную.
Два геномных «случая»
Учёные сравнили ДНК-последовательности различных видов грызунов, чтобы проследить эволюцию генов. Оказалось, что новая функция возникла в результате двух геномных «аварий», разделённых десятками миллионов лет.
Первый случай: у предка современных хомяков, крыс и мышей ген, кодирующий один из Fprs, оказался рядом с регуляторной последовательностью ДНК, управляющей экспрессией обонятельного рецептора. Этот регуляторный элемент был «перехвачен», что позволило экспрессировать Fpr вместо исходного обонятельного рецептора. Так появилась новая обонятельная способность — вероятно, улавливать следы микробов в окружающей среде.
Второй случай: позже, у предка мышей, ген, кодирующий другой иммунный Fpr, снова оказался рядом, но уже с другим обонятельным регуляторным элементом. Это дало мышам дополнительный инструмент для обнаружения различных молекулярных сигналов, связанных с патогенами.
Это исследование — наглядный пример того, как благодаря всего двум генетическим «перехватам» семейство рецепторов превратилось из сенсоров внутреннего мира в сенсоры внешнего.