Расшифрован самый маленький геном среди членистоногих

Международный консорциум учёных расшифровал полный геном томатного ржавчинного клеща (Aculops lycopersici). Этот микроскопический вредитель, размером с человеческую яйцеклетку, обладает самым маленьким из известных на сегодня геномов среди членистоногих. Результаты опубликованы в журнале eLife.

Миниатюрный, но опасный вредитель

Томатный ржавчинный клещ — свободноживущий фитофаг с сильно изменённой морфологией (всего две пары ног вместо четырёх у большинства паукообразных). Его крошечный размер ограничивает питание бедными питательными веществами верхними клеточными слоями растений. Несмотря на это, клещ способен блокировать естественную устойчивость растения-хозяина (томата), быстро размножаться и достигать огромной численности популяции, что делает его серьёзным глобальным вредителем.

Геном в диапазоне грибов

Геном A. lycopersici был секвенирован, так как он представляет группу Eriophyoidea (~4000 видов миниатюрных животных), для которой не было доступно ни одного репрезентативного генома. Его размер оказался сопоставим с размерами геномов грибов и значительно меньше, чем у любого другого секвенированного членистоногого. Хотя геном содержит большинство ожидаемых для животного семейств генов, они крайне редуцированы, а несколько генов, считающихся необходимыми для животных, отсутствуют.

Отсутствие "мусорной ДНК"

Особенно примечательно, что 80% генов клеща не содержат интронов. Интроны — это участки некодирующей ДНК, часто называемые "мусорной ДНК", чья функция до конца не ясна. "Отказ от интронов мог быть платой за специализацию к крайне бедной питательными веществами диете", — говорит последний автор работы Мерэйн Кант (UvA). Упрощение генома предсказывалось для организмов, живущих в экстремальных условиях с ограниченными ресурсами для синтеза ДНК.

Перспективы для науки и сельского хозяйства

Это исследование выявило и другие черты экстремальной редукции животного генома. Для выяснения молекулярных механизмов таких событий, как потеря интронов, необходимы дополнительные геномы родственных клещей. Полученный геном также облегчит разработку генетических маркеров для раннего обнаружения заражения вредителем в сельском хозяйстве. Учёные планируют использовать его, чтобы исследовать, почему некоторые фитофаги могут подавлять защиту растений-хозяев, что объясняет появление сельскохозяйственных вредителей.