Это крупная кража, которая может привести к новым видам топлива и химическим веществам для очистки. Согласно исследованию, опубликованному в журнале eLife, десять видов красных водорослей украли около 1 процента своих генов у бактерий, чтобы справиться с токсичными металлами и солевым стрессом в горячих источниках.
Эти виды красных водорослей, известные как Cyanidiales, также украли множество генов, которые позволяют им поглощать и перерабатывать различные источники углерода в окружающей среде, чтобы обеспечить дополнительные источники энергии и дополнить их фотосинтетический образ жизни.
«Роль украденных генов у эукариот, к которым относятся большинство живых существ, таких как водоросли, горячо обсуждается, и многие считают, что это неважно и практически не играет никакой роли в их биологии», - сказал соавтор Дебашиш Бхаттачарья., заслуженный профессор кафедры биохимии и микробиологии Университета Рутгерса в Нью-Брансуике. «Наши достоверные данные о геноме предоставляют первое серьезное доказательство того, что это ложный рассказ и что украденные гены могут напрямую способствовать адаптации к сложной среде».
Обнаружение таких явлений в природе вдохновляет ученых выяснить, как происходит кража генов, и они могут использовать эти законы природы для разработки новых методов генной инженерии в лаборатории на благо людей. По словам Бхаттачарьи, работающего в Школе экологических и биологических наук, это можно сделать путем разработки водорослей, которые производят топливо или химические вещества, которые могут очищать загрязненные участки, потому что цианидиевые водоросли могут перерабатывать токсичные соединения и металлы, такие как мышьяк и ртуть.
В новом исследовании ученые создали 10 новых геномов Cyanidiales из рода Galdieria, которые процветают в горячих источниках, таких как Йеллоустонский национальный парк, несмотря на высокие температуры и высокую кислотность. Цель состояла в том, чтобы определить, адаптировались ли эти водоросли к своей экстремальной среде, украв гены у резидентных, предварительно адаптированных бактерий, которые сделали их устойчивыми к стрессам. Анализ генома показал, что около 1 процента генов красных водорослей произошли от бактерий.
Следующие шаги заключаются в создании генетических инструментов для изучения видов красных водорослей и проведении дополнительных лабораторных тестов, чтобы определить, включают ли они бактериальные гены, как ожидалось, в условиях стресса. Джулия Ван Эттен, докторант лаборатории Бхаттачарья, недавно получила трехлетнюю награду НАСА за проведение этих исследований с цианидиевыми.