Вирусные гены определяют появление крыльев у гороховой тли

Многие признаки организма формируются под влиянием сигналов из окружающей среды. Такие признаки, известные как фенотипически пластичные, помогают организмам справляться с непредсказуемыми условиями.

Дженнифер Бриссон, доцент биологии Рочестерского университета, и её бывший аспирант Бенджамин Паркер, ныне доцент микробиологии Университета Теннесси, изучили этот феномен на примере гороховой тли. Впервые они обнаружили гены, которые влияют на то, будет ли тля производить бескрылое или крылатое потомство в ответ на изменения среды. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Обычно тля быстро размножается и рождает бескрылое потомство. Однако при чрезмерной скученности самки начинают производить крылатое потомство, которое может перелететь на новые, менее заселённые растения.

Используя методы эволюционной генетики и молекулярной биологии, исследователи выявили гены, определяющие степень реакции тли на скученность. Неожиданно эти гены оказались вирусного происхождения — они принадлежат денсовирусу, группе насекомых вирусов.

Учёные полагают, что изначально вирус вызывал появление крыльев у потомства тли для собственного распространения. Как обнаружили Бриссон и Паркер, даже после интеграции в геном тли этот вирусный ген сохранил свою функцию — стимулировать рождение крылатых особей.

«Это новый пример того, как вирусные гены, захваченные геномом, начинают выполнять другие функции, например, модулировать пластичные признаки», — говорит Паркер.

Большая часть латерально перенесённой ДНК (унаследованной от других организмов, например вирусов) не экспрессируется хозяином. Однако есть примеры, когда геномы кооптируют такие гены. У людей, например, ген, создающий мембрану между плацентой и плодом, был кооптирован из ретровируса.

Исследование показало, как гены извне могут быть использованы геномом организма для изменения силы пластичного ответа на средовые сигналы. «Даже у древних признаков новые гены могут начать играть роль в формировании пластичных черт и помогать организмам справляться с непредсказуемым миром», — заключает Бриссон.