Пылевые клещи выработали новый способ защиты своего генома
Пылевые клещи — распространённые вредители с необычной эволюционной историей. Эти крошечные свободноживущие животные произошли от паразитического предка, который, в свою очередь, миллионы лет назад эволюционировал из свободноживущих организмов.
Новое генетическое исследование предполагает, что в результате этой бурной эволюционной истории пылевой клещ выработал новый способ защиты своего генома от внутренних нарушений. Исследование было опубликовано 29 января в журнале PLOS Genetics.
Все животные и растения сталкиваются с угрозой со стороны транспозонов — участков некодирующей ДНК, которые могут менять своё положение в геноме, часто вызывая мутации и болезни. Организмы выработали сложные способы отслеживать, нацеливаться и подавлять транспозоны.
У большинства животных эту функцию наблюдения выполняют малые фрагменты РНК, которые находят и разрушают вредные генетические последовательности. Этот механизм называется piwi-ассоциированным путём РНК — по названию белка Piwi, впервые обнаруженного у плодовых мушек.
Недавно команда исследователей под руководством учёных из Университета Южного Миссисипи, включая биолога из Мичиганского университета, секвенировала ДНК и РНК американского пылевого клеща Dermatophagoides farinae. Затем они изучили популяции малых молекул РНК, закодированных в нём.
Они обнаружили, что у пылевых клещей нет белков Piwi и связанных с ними малых РНК, которые большинство животных используют для контроля транспозонов. Вместо этого клещи заменили Piwi-путь совершенно другим механизмом малых РНК, использующим малые интерферирующие РНК (siRNA). Геном клеща также кодирует белок, способный усиливать siRNA.
«Мы полагаем, что эволюция этого нового механизма защиты генома от транспозонов связана с необычной эволюцией пылевого клеща», — сказал Павел Климов, соавтор статьи в PLOS Genetics.
«Эти животные произошли от паразитических предков. Часто переход к паразитизму связан с драматическими генетическими изменениями — наследием, которое пылевой клещ унёс с собой, вернувшись к свободноживущему образу жизни».
В статье PLOS Genetics представлена первая высококачественная сборка генома пылевого клеща, отметил Климов.
Пылевые клещи — повсеместные обитатели человеческого жилья, процветающие в матрасах, диванах и коврах даже самых чистых домов. Они являются основной причиной бытовой аллергии у людей, затрагивая до 1,2 миллиарда человек во всём мире.
Современный свободноживущий пылевой клещ произошёл от паразитического предка 48–68 миллионов лет назад, задолго до появления человека. Древние клещи миллионы лет жили в птичьих гнёздах, прежде чем относительно недавно переселиться в человеческие жилища.
Статья в PLOS Genetics озаглавлена: «Перестроенный опосредованный РНК-интерференцией надзор за геномом у пылевых клещей».