• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
148
Гены-«эгоисты» заботятся лишь о себе, меняя поведение организма-«хозяина» в свою пользу
Биология
Домовая мышь (Mus musculus)

Гены-«эгоисты» заботятся лишь о себе, меняя поведение организма-«хозяина» в свою пользу

В каждой клетке организма наследственная информация претворяется «в жизнь» благодаря активности тысяч и десятков тысяч генов. Теоретически все эти гены должны работать слаженно, но в действительности некоторые из них ведут себя более «эгоистично», чем другие. Видимые проявления такого «эгоизма» могут быть довольно неожиданными – например, в виде повышенной миграционной активности у домашних мышей

В норме каждый ген представлен в клетке двумя разными копиями (аллелями), так что в половой клетке оказывается либо отцовский, либо материнский вариант. В результате конкретный ген (аллель) передается от предка к потомку с вероятностью 50%. Но некоторые гены нарушают это правило и наследуются в череде поколений с большей вероятностью. Один из таких «эгоистичных» генетических элементов – t-гаплотип, мутантный комплекс совместно наследуемых сцепленных генов, составляющий около 1,5% генофонда домашних мышей (Mus musculus). Сперматозоиды, несущие в своей ДНК этот комплекс, имеют такое большое конкурентное преимущество перед другими сперматозоидами той же особи, что вероятность наследования этих генов достигает 90–99%.

Но не всем генам «нравится» такое положение дел. В результате разворачивается своеобразная эволюционная «гонка вооружений» между эгоистичными и прочими генами, напоминающая взаимоотношения «паразит-хозяин», когда первый начинает манипулировать поведением второго. Примером может служить насекомое веерокрыл осиный (Xenos vesparum), паразитирующий на бумажных осах вида Polistes dominula, которые живут колониями, состоящими из размножающейся матки-«королевы» и рабочих особей. Этот паразит так изменяет характер активности генов своего хозяина – рабочей самки, что последняя начинает вести себя как «королева», что приводит к распространению паразитов по многим гнездам. В свою очередь, геном зараженной осы может отреагировать такой модификацией поведения особи, которая будет, напротив, препятствовать этому процессу.

Основываясь на подобных данных, ученые из Цюрихского университета (Швейцария) изучили поведение мышей, которых поселили в пригородном сарае, поделенном на четыре «жилых» сектора. Животные могли перемещаться между секторами, а также имели возможность свободного выхода-входа в сам сарай. Всех особей протестировали на наличие t-гаплотипа и снабдили передатчиками, позволяющими отследить местонахождение каждого животного.

Проследив за сменой места обитания животных, особенно за молодыми особями, для которых типично миграционное поведение, исследователи обнаружили, что носители t-гаплотипа действительно в 1,5 раза чаще переходят из группы в группу или вообще покидают это место обитания. На основе этих данных они предположили, что t-гаплотип провоцирует миграционное поведение мышей (возможно, изменяя активность тех или иных генов), особенно в больших популяциях. Таким образом, этот генный комплекс как бы «стремится» к дальнейшему распространению, но одновременно это способствует и его сохранению в общем генофонде.

Дело в том, что гомозиготные мыши, имеющие «двойной» t-гаплотип, т.е. и отцовского, и материнского происхождения одновременно, нежизнеспособны. Кроме того, сперматозоиды гетерозиготных мышей, имеющих одну копию t гаплотипа, менее конкурентоспособны по сравнению со сперматозоидами обычного самца. И если самка будет спариваться не с одним самцом, то t-гаплотип передастся потомству с вероятностью не больше 11–24%. Таким образом, носители «эгоистичного» генного комплекса должны избегать популяций, в которых уже живет много «сотоварищей», а также тех, где высока конкуренция за самок.

Удивительно, но у этой фундаментальной работы есть и вполне практическое приложение: ученые планируют использовать t-гаплотип как носитель генной модификации, делающей животных бесплодными, для борьбы с излишне расплодившимися мышами. 

Фото: https://commons.wikimedia.org

Подготовила Мария Перепечаева

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments