Первый случай самостоятельного синтеза каротиноидов у животных

Тли могут самостоятельно синтезировать каротиноиды — важные питательные вещества. Ранее считалось, что животные могут получать эти оранжево-красные соединения только с пищей.

«Повсюду написано, что животные не производят каротиноиды», — говорит Нэнси Моран из Университета Аризоны, руководитель исследования, опровергающего это убеждение.

Каротиноиды являются строительными блоками для молекул, критически важных для зрения, здоровья кожи, роста костей и других функций. Бета-каротин (пигмент, придающий моркови оранжевый цвет) — предшественник витамина А.

Моран и её соавтор Тайлер Ярвик также выяснили, как тли (гороховая тля, Acyrthosiphon pisum) приобрели эту способность. Оказалось, что ген гриба попал в геном тли и был скопирован. Хотя горизонтальный перенос генов между микроорганизмами — обычное явление, это первый случай обнаружения функционального гена гриба в ДНК животного.

«Возможно, это будет чрезвычайно редкий случай. Но обычно в геномных исследованиях единичный первоначальный случай оказывается примером чего-то более распространенного», — отмечает Моран.

Открытие стало возможным благодаря счастливой случайности в лаборатории и недавней расшифровке генома гороховой тли. В лаборатории Моран красная клоновая линия тлей 5A начала производить желто-зеленое потомство (мутант 5AY). Исключив симбиотические бактерии тли как источник пигмента и обнаружив менделевское наследование окраски, исследователи пришли к выводу, что гены каротиноидов являются частью ДНК тли.

Анализ последовательности показал, что эти гены отличаются от бактериальных и соответствуют генам некоторых грибов. Длительная ассоциация тлей с патогенными грибами могла сделать такой перенос гена возможным.

Исследование «Lateral Transfer of Genes from Fungi Underlies Carotenoid Production in Aphids» опубликовано 30 апреля в журнале Science. Работа финансировалась Национальным научным фондом (NSF).