Домовые мыши, несущие специфический эгоистичный суперген, перемещаются из одной популяции в другую гораздо чаще, чем их сверстники. Этот вывод исследования Цюрихского университета впервые показывает, что ген такого типа может влиять на миграционное поведение животных. Это может помочь в борьбе с инвазивными чумами, передаваемыми мышами.
Обычно сотрудничество генов помогает организму расти и процветать. Но некоторые гены преследуют другую цель: их цель - размножаться, уничтожая другие гены. Один из таких эгоистичных супергенов называется t-гаплотипом. Это комплекс различных унаследованных генов, который естественным образом встречается у домашних мышей. «Когда дело доходит до наследственности, этот суперген получает несправедливое преимущество перед другими генами», - объясняет Ян-Никлас Рунге, первый автор исследования и докторант эволюционной биологии Цюрихского университета. На самом деле любой ген должен иметь пятьдесят на пятьдесят шансов быть переданным потомству. Но сперматозоиды, несущие супергенный яд, конкурируют со сперматозоидами одного и того же животного, увеличивая вероятность их оплодотворения до 90 процентов. Подобные механизмы можно найти и у других организмов, таких как плодовые мушки и кукуруза.
Супергенные носители эмигрируют
Исследователи провели долгосрочное исследование, чтобы выяснить, как этот суперген влияет на миграционное поведение домашних мышей. Это включало в себя ведение точных записей о прибытии и уходе четырех групп диких домашних мышей на свободном выгуле в сарае недалеко от Цюриха. С помощью генетических анализов, радиопередатчиков и регулярных подсчетов им удалось продемонстрировать, что носители т-гаплотипа чаще переключаются между группами или вовсе покидают коровник. Вероятность такой миграции была почти на 50% выше, чем у обычных животных. Исследование было сосредоточено на молодых особях, представляющих типичную возрастную группу для домашних мышей, когда они мигрируют.
Самосохранение
Ученые считают, что таким образом суперген манипулирует поведением мышей, позволяя им распространяться все дальше и дальше. Более того, эта миграция, вероятно, также обеспечивает сохранение t-гаплотипа в генофонде домовых мышей: если суперген возьмет верх в популяции, это может привести к его собственному искоренению. Например, мыши, получившие две копии супергена (от отца и матери), уже нежизнеспособны. Помимо этого, супергенные сперматозоиды с трудом заявляют о себе в конкуренции с нормальными сперматозоидами, если самка спаривается с несколькими самцами в течение одного цикла яичников. «Это означает, что большие популяции с большой конкуренцией за самок, готовых к спариванию, и популяции с высоким процентом носителей гаплотипа t довольно плохи для супергена», - объясняет Рунге.«Вероятно, поэтому носители супергена эмигрируют и присоединяются к популяциям, где у них больше шансов на размножение». Это предположение подтверждается результатами исследования: чем больше популяция, тем более выражено наблюдаемое миграционное поведение. Это также объясняет, почему, несмотря на все препятствия, суперген ухитряется сохраняться в генетическом материале мышей около двух миллионов лет. Исследователи UZH сейчас работают над компьютерным моделированием и дополнительными экспериментами для проверки этой гипотезы.
Содержит вторжение
Биологи из других исследовательских групп уже планируют использовать этот суперген для борьбы с инвазивными домашними мышами. Если эти животные будут бесконтрольно размножаться в местах, где они не являются местными, они могут вывести из равновесия всю экосистему. По этой причине исследователи хотят манипулировать генетическим материалом этих мышей, чтобы сделать их бесплодными. Идея состоит в том, что суперген затем поможет этой модификации распространиться в популяции как можно быстрее.«Наши идеи очень важны в этом контексте и могут помочь разработать безопасный и надежный метод борьбы с такого рода вторжениями», - надеется Рунге.