Учёные выяснили, как африканские насекомые выживают в засуху благодаря самоосушению

Команда российских и японских учёных под руководством исследователя из Сколтеха Павла Мазина раскрыла эволюционный процесс, позволяющий комару-звонцу Polypedilum vanderplanki переживать периоды засухи. Они обнаружили, что насекомое адаптировало белок, помогающий ему выживать в экстремально сухих условиях.

Polypedilum vanderplanki — это некусающийся комар, обитающий в полузасушливых регионах Африки, таких как север Нигерии и Уганда. Его личинки живут в пересыхающих лужах. Чтобы выжить, они способны входить в состояние ангидробиоза — почти полного высыхания с прекращением физиологических и биохимических процессов. Для этого личинки заменяют воду в организме на дисахарид трегалозу. В таком состоянии они могут сохраняться годами и устойчивы к стрессам, включая воздействие жидкого азота и ацетона.

До сих пор было неясно, как регулируются гены, ответственные за этот процесс самоосушения.

Исследователи обнаружили белок, который активирует гены, помогающие личинкам входить в ангидробиоз. Они начали с биоинформатических анализов для предсказаний, а затем подтвердили их экспериментально.

Ключевое открытие:

Одним из центральных игроков в процессе оказался активатор белков теплового шока — белок, чьи функции хорошо известны у многих организмов. Обычно он запускает защитную реакцию на стресс — от дрожжей до человека. Но Polypedilum vanderplanki адаптировал этот белок для своих нужд.

Цитата автора:

«Polypedilum vanderplanki фактически взял белок из собственного организма и адаптировал его для уникальных потребностей. Это удивительный пример пластичности регуляторных систем, особенно таких консервативных. Но это только первый шаг. Найденный белок активирует около 30% генов, участвующих в высушивании личинок. Что активирует остальные гены и как регулируется обратный процесс — выход личинок из этого состояния — ещё предстоит выяснить».

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.