Прыгающий ген впервые поймали за «переездом» между видами
Исследователи из Института морской микробиологии Макса Планка (Германия) впервые зафиксировали, как так называемый «прыгающий ген» — транспозон — путешествует напрямую от одной бактерии к другой, без помощи вирусов или плазмид. Событие произошло в микробном сообществе, где хищная бактерия Candidatus Velamenicoccus archaeovorus поедала Methanothrix soehngenii.
Результаты эксперимента, подтвержденные суперчувствительными молекулярными зондами, опубликованы в журнале Scientific Reports.
Главные мысли за 1 минуту:
- Ученые впервые поймали «прыгающий ген» при прямом переносе между разными видами бактерий.
- Генетический элемент (самовырезающийся интрон) перемещался от хищника к жертве без посредников.
- РНК интрона оказалась необычайно стабильной благодаря кольцевой форме — это защитило ее от разрушения в мертвой клетке.
- Открытие объясняет механизм горизонтального переноса генов и имеет значение для медицины (кольцевые РНК используются в вакцинах и изучении опухолей).
Охота на микробов принесла неожиданный улов
Команда под руководством Йенса Хардера изучала сообщество микроорганизмов, разлагающих лимонен на метан и углекислый газ. В этой среде доминировала крошечная хищная бактерия Candidatus Velamenicoccus archaeovorus. Ученые заметили, что ее жертва — Methanothrix soehngenii, главный продуцент метана, — гибнет в массовых количествах.
Анализируя геном хищника, биологи обнаружили там характерный «прыгающий» интрон. Раньше считалось, что такие элементы не могут путешествовать самостоятельно: для перехода между видами им нужны вирусы или плазмиды. Однако свободную РНК интронов вне клетки никто не искал — и именно в клетках жертвы ее нашли с помощью сверхчувствительных молекулярных зондов.
«Микроскопические снимки показали: РНК прыгающего гена отчетливо светится внутри клеток жертвы. Ген поймали с поличным — прямо во время попытки скопировать себя в чужую ДНК», — говорится в исследовании.
Прыжок в мертвую клетку: почему это важно
Правда, для данного паразита прыжок закончился неудачно: хищная бактерия убила свою жертву слишком рано, и интрон внедрился уже в мертвую клетку. Однако сам факт прямого переноса от вида к виду доказан экспериментально.
Секрет выживания — кольцевая форма РНК
Обычно РНК в погибших клетках мгновенно разрушается ферментами. Но этот интрон сворачивается в кольцо без открытых концов, что делает его невосприимчивым к разрушению. Такая стабильность кольцевой РНК критична не только для микробов, но и для человека: подобные молекулы влияют на метаболизм и развитие опухолей.
Сегодня их активно тестируют для создания РНК-вакцин против рака и вирусов. Новое исследование показало, что микроорганизмы используют кольцевые РНК буквально для «захвата» других биологических видов.