Геномы клещей раскрывают «удивительные» ароматные и цветные секреты

Ученые Ливерпульского университета обнаружили неожиданные «чужеродные» гены у крошечного чесоточного краснотелкового клеща (Trombiculidae) и его более безобидного, но огромного родственника — бархатного клеща (Trombididae).

Секвенирование геномов этих клещей, принадлежащих к семейству Trombididae, показало, что у них есть функциональные гены для производства терпенов — природных, часто ароматных соединений, которые обычно встречаются в растениях, но крайне редки в животном мире. Растения используют терпены для отпугивания вредителей и привлечения опылителей, а их ароматические свойства делают их ключевыми компонентами эфирных масел в парфюмерии, ароматерапии и пищевых ароматизаторах.

У оранжевых или красных клещей также обнаружены гены для синтеза каротиноидов — пигментов, отвечающих за окраску моркови и яичного желтка.

Анализ последовательностей этих генов терпенов и каротиноидов показал, что они были включены в геномы клещей в результате древнего горизонтального переноса генов от почвенных бактерий и грибов соответственно. Хотя сам по себе этот процесс не редкость, необычно, чтобы чужеродные гены оставались функциональными в геномах животных.

Обнаружение терпенов особенно важно для исследователей инфекционных болезней, так как может привести к новым способам контроля краснотелкового клеща. Его укус не только вызывает сильный зуд («осенняя эритема»), но и может передавать опасное для жизни бактериальное заболевание — ку-лихорадку (цуцугамуши).

Ку-лихорадка распространена в Азиатско-Тихоокеанском регионе, ежегодно поражая около миллиона человек и убивая 5-10% тех, кто не получил своевременного лечения антибиотиками. Болезнь, распространяемая через укусы инфицированных личинок краснотелок, привлекла широкое внимание во время Второй мировой войны, поразив солдат в юго-западной части Тихого океана.

Ведущий исследователь доктор Бенджамин Мейкпис из Института инфекций и глобального здоровья университета отметил: «Наша команда была поражена удивительным открытием, что тромбидиформные клещи обладают метаболической способностью, которую обычно можно наблюдать только у растений, грибов и бактерий. В настоящее время не существует эффективного контроля за краснотелками, но есть надежда, что в будущем экстракты терпенов можно будет использовать для привлечения клещей в ловушки с инсектицидом».

Функция терпенов клещей пока неизвестна, но предполагается, что они действуют как половые или агрегационные феромоны. Следующими шагами исследователей будет извлечение терпенов из клещей и проверка их влияния на поведение краснотелок.

Исследование проводилось под руководством Института инфекций и глобального здоровья университета в сотрудничестве с Центром геномных исследований, Ливерпульской школой тропической медицины и Сиань Цзяотун-Ливерпульским университетом (XJTLU).

Статья «Genomes of trombidid mites reveal novel predicted allergens and laterally-transferred genes associated with secondary metabolism» опубликована в журнале GigaScience.