Клещи домашней пыли - распространенные вредители с необычной эволюционной историей. Это крошечные свободноживущие животные, которые произошли от предка-паразита, который, в свою очередь, миллионы лет назад произошел от свободноживущих организмов.
Новое генетическое исследование показывает, что в результате бурной эволюции у клещей домашней пыли появился новый способ защиты своего генома от внутренних нарушений. Исследование было опубликовано 29 января в журнале PLOS Genetics..
Все животные и растения сталкиваются с угрозой со стороны мобильных элементов, фрагментов некодирующей ДНК, которые могут менять свое положение в геноме, часто вызывая мутации и болезни. Организмы выработали сложные способы наблюдения, нацеливания и подавления движущихся элементов.
У большинства животных эта миссия по наблюдению осуществляется с помощью небольших фрагментов РНК, которые находят и разрушают оскорбительные генетические последовательности. Этот механизм называется piwi-ассоциированным путем РНК, названным в честь белка Piwi, впервые обнаруженного у плодовых мушек.
Недавно группа исследователей во главе с учеными из Университета Южного Миссисипи, в том числе с биологом из Мичиганского университета, секвенировала ДНК и РНК американского клеща домашней пыли Dermatophagoides farinae. Затем они посмотрели на закодированные там популяции малых молекул РНК.
Они обнаружили, что клещи домашней пыли не имеют белков Piwi или связанных с ними малых РНК, которые большинство животных используют для контроля мобильных элементов. Вместо этого пылевые клещи заменили путь Piwi совершенно другим механизмом малых РНК, в котором используются малые интерферирующие РНК. Геном пылевого клеща также кодирует белок, который может амплифицировать малые интерферирующие РНК.
«Мы считаем, что эволюция этого нового механизма защиты геномов от мобильных элементов связана с необычной эволюцией пылевого клеща», - сказал Павел Климов, младший научный сотрудник кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Мексики. и соавтор статьи PLOS Genetics.
"Эти животные произошли от предков-паразитов. Часто переход к паразитизму связан с резкими генетическими изменениями, наследием, унаследованным пылевым клещом, когда он вернулся к свободному образу жизни."
В статье PLOS Genetics сообщается о первой высококачественной сборке генома клеща домашней пыли, сказал Климов.
Клещи домашней пыли - вездесущие обитатели человеческого жилища, процветающие на матрасах, диванах и коврах даже в самых чистых домах. Они являются основной причиной аллергии в помещении у людей, от которой страдают до 1,2 миллиарда человек во всем мире.
Сегодняшний свободноживущий клещ домашней пыли произошел от паразитического предка 48-68 миллионов лет назад, задолго до появления человека. Древние пылевые клещи миллионы лет жили в птичьих гнездах, прежде чем сравнительно недавно переселиться в жилища человека.
Доклад PLOS Genetics озаглавлен «Наблюдение за геномом клещей домашней пыли с помощью РНК-интерференции». Другими авторами являются Мошарроф Мондал и Алекс Флинт из Университета Южного Миссисипи.
Поддержку исследования оказали Национальный научный фонд и программа Миссисипи INBRE, которая финансируется Национальным институтом общих медицинских наук.