Эволюционное преимущество скачка генов было обнаружено у грибов

Ученые обнаружили, что грибок, поражающий саламандру, содержит несколько копий одних и тех же «прыгающих генов».

Прыгающие гены, называемые транспозонами, могут «копировать и вставлять» себя и влиять на организм.

У большинства организмов есть повторяющиеся сегменты ДНК, некоторые из которых представляют собой прыгающие гены, но это может быть вредно — и существуют механизмы, предотвращающие или ограничивающие это.

Однако новое исследование, проведенное Центром медицинской микологии MRC в Университете Эксетера, обнаружило потенциальное эволюционное преимущество этих прыгающих генов у гриба под названием Batrachochytrium salamandrivorans (базальный).

Мало того, что они обнаружили разные копии этих прыгающих генов, повторяющихся несколько раз в геноме Bsal, — рассматриваемый ген, по-видимому, повторяет другой набор генов, которые играют роль в том, насколько сильно они влияют на инфицированного тритона.

Bsal и родственные виды грибов поражают амфибий во всем мире и несут ответственность за более чем 90 вымираний.. «

Тереза ​​Уокер, автор первого исследования, Эксетерский университет

«Лук поражает кожу саламандр и саламандр, вызывая сильные ранения.

«Он появился в Азии, где многие саламандры и саламандры имеют некоторую толерантность, но он распространился в Европу и привел к сокращению популяций европейских саламандр.

«Используя новые технологии секвенирования, мы обнаружили, что Bsal подвергся расширению генома по сравнению с родственными видами — это означает, что теперь у него более крупный геном, содержащий больше генов, а также больше транспозонов с «прыгающими генами».

Новое исследование показало, что способность копировать и вставлять себя в генетические транспозоны в значительной степени способствовала этому расширению.

«Если вы думаете о геноме организма как о чертеже, транспозоны подобны множеству одинаковых страниц», — объяснил Уокер.

«А иногда в процессе копирования и вставки копируются и другие части книги».

Похоже, что это копирование и вставка, вызванное повторяющимися прыгающими транспозонами генов, также амплифицирует некоторые гены, повреждающие кожу.

Наличие большего количества генов, разрушающих кожу, позволяет грибку быстрее разрушать кожу саламандры, делая ее более смертоносной».

Старший автор доктор Рис Фрир сказал, что повторяющиеся ДНК, включая гены транспондеров, иногда называют «мусорной» ДНК.

«У большинства организмов есть небольшое количество прыгающих транспозонов», — сказал он.

«У людей они обычно составляют менее 1% генома, и у нас есть механизмы контроля, чтобы предотвратить их рост.

У Bsal гены с прыгающими повторами составляют около 19% генома.

«Гены скачка транспозона могут мешать функционированию нормальных генов и вызывать проблемы для организма, но для Bsal преимущества, похоже, перевешивают их».

Сейчас команда проводит дополнительные исследования.

Доктор Фрир сказал: «Этот тип генетической дупликации, вероятно, более распространен в природе, чем мы в настоящее время думаем.

«Если это, как кажется, дает эволюционное преимущество патогену, делая его более вирулентным, неясно, почему это не более распространено».

Открытие исследования пролило новый свет на эволюцию основного заболевания амфибий, и доктор Фрир описал его как «сдвиг парадигмы» с точки зрения определения повторяющегося содержимого генома как движущей силы его патогенеза.

В исследовательскую группу вошли ученые из Имперского колледжа Лондона, а исследование финансировалось фондом Wellcome Trust.