Волосатики украли гены у богомолов

Исследователи из Японии проанализировали транскриптомы червей волосатиков, которые заражают богомолов и управляют их поведением, и нашли у них гены хозяев. Около полутора тысяч генов черви, вероятно, могли позаимствовать у богомолов вследствие неоднократного горизонтального переноса. Результаты опубликованы в Current Biology.

Многие паразиты управляют поведением своих хозяев, чтобы продолжить или завершить свой жизненный цикл. Круглые черви волосатики (Chordodes) рождаются и какое-то время развиваются в воде, а затем заражают наземных насекомых, например, богомолов, заставляя их в конце концов лезть в воду. Там черви размножаются, а насекомые — погибают.

Таппей Мишина (Tappei Mishina) из Центра исследований динамики биосистем RIKEN и его коллеги из других исследовательских центров проанализировали, как меняется экспрессия генов волосатиков и богомолов, когда первые манипулируют поведением вторых. Когда червь заражал богомола и начинал им управлять, в его организме изменялась экспрессия генов: 3168 экспрессировались активнее, а 1688 — слабее. А вот экспрессия генов в мозге самого богомола практически не менялась во время заражения. Так ученые пришли к выводу, что именно волосатики синтезируют белки, с помощью которых управляют хозяином (а не заставляют хозяина их синтезировать). Чтобы такие белки работали, они должны быть похожи на собственные белки богомолов. То есть паразиты должны были каким-то образом научиться синтезировать белки, похожие на белки хозяина.

В самом деле, примерно 1420 генов Chordodes были очень похожи на гены богомолов. Объяснить это тем, что в исследуемые образцы попали гены самих богомолов, не получилось: те же гены нашли даже у свободноживущих червей. Скорее всего, черви позаимствовали гены богомолов с помощью горизонтального переноса. Причем большая часть обнаруженных генов, вероятно, досталась червям от разных видов богомолов — то есть горизонтальный перенос происходил не раз.

Часть предположительно украденных генов была связана с фототаксисом (притяжением к свету, который может отражаться от поверхности воды) и циркадными ритмами. Однако пока ученые не описали конкретных механизмов, с помощью которых волосатики манипулируют поведением хозяев. Разобраться, вероятно, поможет более подробный сравнительный геномный анализ.

Впрочем, волосатики заражают не только богомолов, но и других наземных насекомых — сверчков, кузнечиков, жужелиц. Как им удается манипулировать поведением разных хозяев — тоже пока не ясно.

Хорошо известно, что горизонтальный перенос генов происходит у прокариот — бактерий и архей. Однако появляется все больше данных о горизонтальном переносе и у эукариот, хотя для них это и сложнее. Ранее мы рассказывали о том, как лягушки получили змеиную ДНК — в этом им помогли паразиты.