29.02.2012

Чтобы переваривать кофе, жук позаимствовал бактериальный ген

В геноме жука-короеда найден бактериальный ген, который позволяет насекомому переваривать углеводы кофейных ягод. Видимо, когда-то это ген случайно перескочил от кишечной бактерии к её хозяину, пишет PhysOrg.

Желудочно-кишечные бактерии помогают самым разным видам животных: они улучшают пищеварение, перерабатывая такие компоненты пищи, с которыми хозяин сам не справится. Естественно, у бактерий есть специальные гены, которые позволяют им делать эту работу. И некоторые животные в своём сотрудничестве с бактериями сделали решительный шаг, попросту позаимствовав нужные гены в собственный геном.

Международная группа учёных установила, что короед Hypothenemus hampei, вредящий кофейным плантациям, для переваривания растительных углеводов пользуется бактериальным геном. Исследуя геном жука, учёные наткнулись на ген HhMAN1, кодирующий фермент маннаназу. Этот белок расщепляет маннан, один из главных компонентов кофейных ягод. Ген этого фермента не встречается у насекомых, зато его легко обнаружить у бактерий.

В геноме жука ген HhMAN1 окружён транспозонами — особыми последовательностями ДНК, которые могут перепрыгивать из одного участка в другой, а то и вовсе между разными молекулами. Иногда вместе с транспозонами путешествуют и прилагающиеся к ним гены: возможно, что и ген маннаназы точно так же попал от бактерии к жуку. Как пишут исследователи в журнале PNAS, ещё одним аргументом в пользу этой гипотезы стало то, что участок ДНК с необычным геном обладает большим сходством с бактериальным геномом.

Это приобретение позволило жуку откладывать яйца прямо в кофейные ягоды, а вылупившиеся личинки могут сами потреблять растительные углеводы.

Горизонтальный перенос генов между видами не такой уж необычный феномен. Некоторое время назад считалось, что это довольно редкое явление, которое встречается только у растений и бактерий. Однако потом число таких случаев стало расти, и появились даже данные о том, что паразиты могут передавать свои гены человеку. Однако перенос генов между такими разными организмами, как бактерия и насекомое, всё же остаётся очень необычным случаем. Самого жука, впрочем, можно поздравить с удачей: тонкая генетическая операция позволила ему настолько развернуть свою деятельность, что ежегодный ущерб, который терпит от него кофейная отрасль, оценивается в полмиллиарда долларов.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА