Китайские ученые прочитали геном американского таракана — одного из самых распространенных и живучих домашних вредителей. Оказалось, что всеядность и устойчивость к токсинам обеспечивается огромным, даже по сравнению с другими тараканами, разнообразием рецепторов вкуса и обоняния, а также большим количеством белков, участвующих в нейтрализации ядов. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Американские тараканы Periplaneta americana были завезены в Северную Америку и Европу в XVII веке из тропической Африки, и с тех пор распространились по всему миру. Это самый крупный из домашних вредителей — взрослые особи достигают пяти сантиметров в длину. Тараканы приспособлены к жизни как в дикой природе, так и в среде обитания человека. Эти насекомые считаются опасными вредителями, так как переносят инфекции и могут вызвать аллергию у человека, кроме того они портят продукты и материалы в зданиях, где поселяются.
Широкое распространение и экологический успех тараканов определяется во многом их всеядностью. За время сосуществования с человеком тараканы приспособились питаться буквально чем угодно. Чтобы объяснить приспособленность тараканов на молекулярном уровне, исследователи из университета Южного Китая в Гуанчжоу отсеквенировали геном Periplaneta americana.
Геном таракана содержит почти три с половиной миллиарда пар оснований (3,38 гигабаз), что немного больше, чем у человека. Среди насекомых таракан оказался на втором месте по размеру генома после саранчи. Так же как у саранчи, более половины генома составляют повторяющиеся последовательности. Сравнение с геномом распространенного в средней полосе России рыжего таракана (Blattella germanica) и с известными геномами двух видов термитов показало, что американский таракан эволюционно ближе к термитам.
По сравнению с другими видами порядка таракановых (Blattodea), у американского таракана оказалось в два раза больше генов, кодирующих обонятельные рецепторы — исследователи обнаружили 154 рамки считывания, предположительно кодирующие эти белки. Кроме того, американские тараканы поставили рекорд среди насекомых по количеству генов вкусовых рецепторов — ученые насчитали 522 таких гена. Большая часть из них предположительно кодирует рецепторы горького вкуса. Вероятно, именно такой огромный репертуар рецепторов позволяет тараканам эффективно обнаруживать еду и при этом избегать токсинов.
Кроме того, в геноме таракана обнаружилось большое количество генов, кодирующих белки, участвующие в нейтрализации ядов — 178 генов для цитохромов P450, окисляющих ксенобиотики, и 115 генов транспортеров, выбрасывающих их из клеток.
В Китае американский таракан получил прозвище «Сяо Цян» (Xiao Qiang), то есть «очень живучий маленький вредитель». Как ни удивительно, тараканы используются в китайской традиционной медицине, а спиртовой экстракт насекомых (Kang Fu Xin Ye) одобрен в качестве препарата для заживления ран.
К другим необычным свойствам тараканов относится изменение магнитных свойств после смерти.
Дарья Спасская
За что в 2026 году дали Нобелевскую премию по физиологии или медицине
В начале 2000-х Петер Хегеман и Георг Нагель открыли и описали каналродопсины (или канальные родопсины) — светочувствительные ионные каналы, благодаря которым хламидомонады способны к фототаксису. В 2005 году Карл Дейссерот внедрил каналродопсин в нейроны — так ему сначала удалось с помощью света вызвать возбуждение нейронов в клеточной культуре, а всего через два года — уже в мозге живой мыши. Спустя 20 лет оптогенетика стала рутинной практикой фундаментальной нейробиологии. Впрочем, распространение удобного инструмента породило нескромные ожидания: что благодаря светочувствительным каналам вот-вот удастся понять, какие именно нейронные сети порождают эмоции, поведение и сознание. Почему Нобелевский комитет предостерегает от этих претенциозных заявлений, но тем не менее использует их в собственном пресс-релизе?