Бактерии гены не нужны

Открыт самый маленький геном

Расшифровка самого маленького в мире генома привела генетиков к странному открытию — выжить с таким ДНК невозможно. Разгадка генетического ребуса состояла в том, что изучаемая бактерия постепенно превращается в орган своего симбионта-насекомого.

Ученые из Университета Аризоны в Тусоне и из Японии расшифровали самый короткий из известных до сих пор геномов. Он принадлежит бактерии Carsonella ruddii. ДНК бактерия состоит только из 159 662 пар нуклеотидов, которые образуют только 182 кодирующих белок генов.

До сих считалось, что такого короткого генома просто недостаточно для существования живого организма. Наименьшая из известных до данной работы ДНК содержала в себе втрое больше нуклеотидов, чем у Carsonella ruddii.

Как пояснила одна из авторов работы профессор экологии Нэнси Моран, Carsonella ruddii — это симбиотичсекая бактерия. Она живет в насекомых подотряда псиллид. Ученые называют такие бактерии эндосимбионтами. Они настолько «встроены» в физиологию животного-хозяина, что без них оно уже не может обходиться. А в псиллидах процесс зашёл ещё дальше: бактерии живут в специальных клетках — бактериоцитах, объединенных в особые структуры — бактериомы.

Пристальное изучение ДНК бактерии показало: она утратила большинство жизненно необходимых генов. Тем не менее, белки, которые эти гены должны вырабатывать, в организме Carsonella ruddii присутствуют.

Загадка решилась только после того, как генетики изучили ДНК псиллид. Оказалось, что ДНК насекомого постепенно захватывает функции бактериальной коллеги. Впоследствии бактерия просто выбрасывала из своей ДНК ненужные гены, что и привело в итоге к столь малым размерам главной молекулы организма

Фактически генетики смогли застать процесс полномасштабного встраивания симбионта в животного-хозяина, считают авторы работы. Как полагают ученые, дальнейшая эволюция сольет два организма и два генома в один, а клетки с бактериями сформируют новый орган насекомого.