Гусеницы-ГМО в природе: как гены ос перешли к бабочкам через вирус

Исследователи из Университета Валенсии и Университета Тура обнаружили, что в геномах многих бабочек присутствуют гены, происходящие от паразитических ос. Эти гены были приобретены через ассоциированный с осами вирус, который способен встраиваться в ДНК. Теперь гены ос «одомашнены» и, вероятно, играют роль в защите бабочек от других патогенных вирусов.

Результаты, опубликованные в PLOS Genetics 17 сентября 2015 года, показывают, что бабочки, включая знаменитую монарха (Danaus plexippus), известного своими масштабными миграциями, являются естественно произведёнными ГМО (генетически модифицированными организмами) в ходе эволюции. Это открытие ставит под вопрос новизну создания ГМ-насекомых, поскольку такие насекомые уже существуют в природе, а также подчёркивает, что гены, введённые в ГМ-насекомых, могут передаваться между далёкими видами.

Для размножения наездники-бракониды откладывают яйца внутрь гусениц и впрыскивают «гигантский вирус» — браковирус, чтобы обойти иммунный ответ гусениц. Браковирусы могут интегрироваться в ДНК заражённых гусениц и контролировать их развитие, позволяя личинкам ос колонизировать хозяина.

Гены браковирусов обнаружены в геномах нескольких видов бабочек и мотыльков, включая:

• Монарха (Danaus plexippus)
• Тутового шелкопряда (Bombyx mori)
• Вредителей: совку Spodoptera frugiperda и совку Spodoptera exigua

Интегрированные гены — не просто остатки: полученные данные свидетельствуют, что они играют защитную роль против других природных вирусов — бакуловирусов. Примечательно, что «одомашнивание» генов браковирусов не ограничивается «вирусными» генами — некоторые из них произошли от самой осы. У видов совок группа перенесённых генов оказалась явно ближе к генам перепончатокрылых (включая медоносную пчелу), чем к генам чешуекрылых.

Учитывая, что десятки тысяч видов паразитических ос, каждый со своим уникальным браковирусом, заражают практически все виды чешуекрылых, описанное явление, вероятно, носит общий характер, и различные переносы генов регулярно происходят в природе.

Помимо интереса для эволюционной биологии, эти результаты подчёркивают потенциальный риск переноса генов в случае создания ГМ-паразитических ос. Гены, искусственно введённые в виды ос, используемые для биоконтроля вредителей, могут быть переданы в геномы целевых насекомых. Например, создание ГМ-ос, устойчивых к инсектицидам для биоконтроля, может привести к непреднамеренной передаче этой устойчивости растительноядным насекомым.