Учёные обнаружили новую систему модификации ДНК у животных, заимствованную у бактерий более 60 млн лет назад
Команда из Marine Biological Laboratory (MBL) обнаружила у коловраток bdelloid rotifers третий, ранее неизвестный у животных эпигенетический маркер, который раньше был известен только у бактерий. Это фундаментальное открытие описано в Nature Communications.
Суть открытия
- У бделлоидных коловраток найден новый эпигенетический маркер — модификация цитозина с бактериальным паттерном метилирования.
- Ген, кодирующий фермент для этой модификации, был горизонтально перенесён от бактерий более 60 миллионов лет назад.
- Это первый случай, когда горизонтально перенесённый ген сформировал новую регуляторную систему у эукариот.
Как это произошло
- Коловратки известны способностью захватывать чужеродные гены — около 10% их генома имеет неметазойное происхождение.
- В их геноме был обнаружен ген, похожий на бактериальную метилтрансферазу.
- Учёные потратили шесть лет, чтобы доказать, что этот фермент создал новую систему для подавления транспозонов ("прыгающих генов").
Биологическое значение
- Новая система служит дополнительным слоем защиты генома, особенно важным для коловраток, которые размножаются в основном бесполым путём.
- Она помогает контролировать транспозоны, предотвращая "мутационный коллапс". Содержание транспозонов у бделлоидных коловраток значительно ниже, чем у других эукариот.
- Модификация цитозина повторяет эволюционные события более чем двухмиллиардной давности, когда у ранних эукариот возникли известные эпигенетические маркеры.
Устойчивость коловраток
- Коловратки чрезвычайно устойчивы: они могут полностью высыхать на недели или месяцы, а затем возвращаться к жизни.
- Во время высыхания их ДНК разрывается на фрагменты. При регидратации это может создавать возможность для интеграции чужеродной ДНК из поглощённых бактерий, грибов или микроводорослей.
Будущие перспективы
- Как и в случае с системой CRISPR-Cas у бактерий, это фундаментальное открытие может в будущем привести к новым инструментам и направлениям исследований.
- Изучение этой системы может помочь понять функционирование и устойчивость генома, что в перспективе может найти применение в условиях быстрых изменений окружающей среды.