Гены устойчивости лягушек к смертельному грибку
Грибковый патоген Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) десятилетиями уничтожает популяции лягушек, вызывая болезнь хитридиомикоз. Однако некоторые популяции и виды проявляют устойчивость.
Впервые исследователи выявили генетический механизм у низменных леопардовых лягушек (Lithobates yavapaiensis), определяющий устойчивость к Bd. Работы ранее фокусировались на факторах среды и патогена, а это исследование дополнило их, изучив генетические факторы хозяина.
Ключевое открытие: вариация в гене, связанном со способностью распознавать патогены и запускать иммунный ответ, определяла исход болезни. Также найдены свидетельства положительного отбора в пользу одной из форм этого гена, дающей иммунитет, в последних поколениях.
Эксперимент: Анна Сэвидж вырастила в лаборатории лягушек из пяти популяций Аризоны, свободных от болезни, и заразила их новым для всех популяций штаммом Bd. Все лягушки из трёх популяций погибли. В двух оставшихся популяциях выжило по семь лягушек из каждой.
Генетический анализ: Учёные проанализировали гены главного комплекса гистосовместимости (MHC), которые кодируют молекулу, связывающуюся с патогенами и запускающую иммунный ответ. Было обнаружено 33 различных аллеля (формы) этого гена MHC.
Результаты:
- Почти все лягушки, имевшие две разные формы гена (гетерозиготы), выжили.
- Почти все лягушки с одной формой гена (гомозиготы) погибли.
- Один из 33 вариантов гена, аллель Q, был обнаружен только среди выживших.
Выводы:
- Аллель Q является кандидатом в аллели устойчивости.
- Гетерозиготные лягушки имели значительно более высокие шансы на выживание.
- Обнаружены признаки положительного отбора на эволюционной линии, ведущей к аллелю Q.
Это даёт надежду, что лягушки смогут эволюционировать и адаптироваться к Bd, при условии сохранения их местообитаний и достаточного размера популяций для поддержания генетического разнообразия.