У насекомых обнаружены более тысячи генов микробного происхождения, помогающих им выживать

Сотни миллионов лет назад микробы и растения могли дать насекомым эволюционное преимущество, передав им гены посредством горизонтального переноса генов (ГПГ). В исследовании, опубликованном в журнале Cell 18 июля, сообщается, что более 1400 генов у 218 видов насекомых, включая бабочек и мотыльков, произошли от бактерий, вирусов, грибов и растений. Учёные утверждают, что эти гены могли быть важны для эволюции насекомых, позволив им развить полезные признаки в брачном поведении, питании, росте и адаптации к изменениям окружающей среды.

Горизонтальный перенос генов довольно распространён между микробами (например, бактерии используют его для передачи генов устойчивости к антибиотикам), но учёные недавно начали систематически изучать это явление между насекомыми, микробами и растениями.

Команда эволюционного биолога Син-Син Шэня из Чжэцзянского университета (Ханчжоу, Китай) в сотрудничестве с коллегами собрала 218 высококачественных геномных образцов насекомых, представляющих 11 из 19 богатых видами отрядов. На основе этих данных они построили эволюционное древо, выявили «чужеродные» гены, более характерные для геномов неживотного происхождения, и изучили факторы, влияющие на судьбу ГПГ у насекомых.

«Мы видели события ГПГ повсюду, куда ни посмотрели. Однако мы не знали, полезны ли эти перенесённые гены для насекомых, и даже функций большинства этих генов», — говорит Шэнь.

Для проверки функций команда сосредоточилась на наиболее распространённом чужеродном гене с неизвестной функцией у насекомых — LOC105383139. Этот ген был горизонтально перенесён почти всем бабочкам и мотылькам от бактерии рода Listeria и сохранялся в геноме с момента общего предка этих насекомых более 300 миллионов лет назад.

Удалив этот древний ген у капустной моли (вредителя брокколи и капусты), исследователи обнаружили, что особи без гена производят значительно меньше жизнеспособных яиц. Дальнейший анализ показал, что ген влияет на брачное поведение самцов.

Группа планирует дальнейшие исследования механизмов, с помощью которых этот ген помогает насекомым эффективнее спариваться, и возможности его использования как инструмента контроля вредителей.